JP3469410B2 - ウェルネスシステム - Google Patents
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S482/901—Exercise devices having computer circuitry
- Y10S482/902—Employing specific graphic or video display
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の感覚を統
合した人工現実感を提供するシステムと、運動負荷装置
と使用者の生理情報をフィードバックするシステムによ
り、高度な臨場感とそれに連動した運動コンテンツを提
供し、また仮想環境により、隔離されている実世界への
接触を実現したり、使用者同士あるいは、使用者と医療
関係者や介護者とのコミュニケーションを支援するため
のウェルネスシステムに関するものである。
合した人工現実感を提供するシステムと、運動負荷装置
と使用者の生理情報をフィードバックするシステムによ
り、高度な臨場感とそれに連動した運動コンテンツを提
供し、また仮想環境により、隔離されている実世界への
接触を実現したり、使用者同士あるいは、使用者と医療
関係者や介護者とのコミュニケーションを支援するため
のウェルネスシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ウェルネスシステムとして、健康の増進
や体力の向上を目的としたトレーニング機器が従来より
広く用いられている。このようなトレーニング機器に
は、表示される画像を見ながら目的のトレーニングを行
う画像表示付き擬似体験装置というものがある。図１４
はたとえば特開平７−８００９６号公報に示された、そ
のような従来のウェルネスシステムとしての画像表示付
き擬似体験装置を示す概念図である。図において、１は
自転車こぎ運動器具本体であり、２はそのペダル、３は
サドルである。４は擬似的な風景を投影するためのプロ
ジェクタであり、５はその投影画像が表示される半球ド
ーム状のスクリーンである。６は擬似的な風が吹き出す
送風口、７はそのための送風ボックスであり、８は擬似
的な風に香りを与える芳香剤添加部である。
や体力の向上を目的としたトレーニング機器が従来より
広く用いられている。このようなトレーニング機器に
は、表示される画像を見ながら目的のトレーニングを行
う画像表示付き擬似体験装置というものがある。図１４
はたとえば特開平７−８００９６号公報に示された、そ
のような従来のウェルネスシステムとしての画像表示付
き擬似体験装置を示す概念図である。図において、１は
自転車こぎ運動器具本体であり、２はそのペダル、３は
サドルである。４は擬似的な風景を投影するためのプロ
ジェクタであり、５はその投影画像が表示される半球ド
ーム状のスクリーンである。６は擬似的な風が吹き出す
送風口、７はそのための送風ボックスであり、８は擬似
的な風に香りを与える芳香剤添加部である。
【０００３】次に動作について説明する。使用者はサド
ル３に腰かけてペダル２をこぎ始める。そのとき、自転
車こぎ運動器具本体１の前に配置された、半球ドーム状
のスクリーン５にはプロジェクタ４より画像が投影され
る。ここで、スクリーン５に投影される画像は自転車で
走行中の周囲の風景の擬似画像であり、被提示者（使用
者）がペダル２をこぐ速度に合わせて、早くこげば早く
動き、ゆっくりこげばゆっくり動くように制御される。
さらに、被提示者の前方に設置された送風口６より風が
被提示者に送られるようになっており、投影される画像
の変化速度と同様に、自転車こぎの速度に応じて、風の
強弱の制御がなされる。そして、画像の内容、たとえ
ば、上り坂であれば自転車こぎの負荷を大きくし、下り
坂であれば負荷を軽くしたり、また、森林の中のサイク
リングというシチュエーションの場合、芳香剤添加部８
によって送風口６より吹き出す風の中に、フィトンチッ
ドを主成分とする香を与えるなど、投影される画像に合
った負荷制御、香制御も行い臨場感を使用者に与えるよ
うにしたものである。
ル３に腰かけてペダル２をこぎ始める。そのとき、自転
車こぎ運動器具本体１の前に配置された、半球ドーム状
のスクリーン５にはプロジェクタ４より画像が投影され
る。ここで、スクリーン５に投影される画像は自転車で
走行中の周囲の風景の擬似画像であり、被提示者（使用
者）がペダル２をこぐ速度に合わせて、早くこげば早く
動き、ゆっくりこげばゆっくり動くように制御される。
さらに、被提示者の前方に設置された送風口６より風が
被提示者に送られるようになっており、投影される画像
の変化速度と同様に、自転車こぎの速度に応じて、風の
強弱の制御がなされる。そして、画像の内容、たとえ
ば、上り坂であれば自転車こぎの負荷を大きくし、下り
坂であれば負荷を軽くしたり、また、森林の中のサイク
リングというシチュエーションの場合、芳香剤添加部８
によって送風口６より吹き出す風の中に、フィトンチッ
ドを主成分とする香を与えるなど、投影される画像に合
った負荷制御、香制御も行い臨場感を使用者に与えるよ
うにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のウェルネスシス
テムは以上のように構成されているので、健常者もしく
はかなりの回復状態にある患者を対象としており、医師
の立会や指示の下で、ベッドに寝ておらざるを得ない患
者が早期リハビリテーションを行い、早期離床や廃用性
衰退の防止の為のシステムはなく、また、リハビリテー
ションの動機付けのために画像提示などの工夫はなされ
ているが、十分な臨場感を実現できてはおらず、また、
運動能力が回復していない患者に対しては用いることが
できないなど、使用者に適した運動負荷が用意されてい
ないばかりか、使用者や実環境の情報を取り込むための
手段や、通信機能がないため、実世界との接触や他者と
のコミュニケーションを実現することができないなどの
課題があった。
テムは以上のように構成されているので、健常者もしく
はかなりの回復状態にある患者を対象としており、医師
の立会や指示の下で、ベッドに寝ておらざるを得ない患
者が早期リハビリテーションを行い、早期離床や廃用性
衰退の防止の為のシステムはなく、また、リハビリテー
ションの動機付けのために画像提示などの工夫はなされ
ているが、十分な臨場感を実現できてはおらず、また、
運動能力が回復していない患者に対しては用いることが
できないなど、使用者に適した運動負荷が用意されてい
ないばかりか、使用者や実環境の情報を取り込むための
手段や、通信機能がないため、実世界との接触や他者と
のコミュニケーションを実現することができないなどの
課題があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、複数の感覚を統合した人工現実感
を提供するシステムと、運動負荷と使用者の生理情報を
フィードバックするシステムにより、高度な臨場感とそ
れに連動した運動コンテンツを提供し、リラクセーショ
ンやリフレッシュメント機会の提供、および従来退屈で
あったリハビリテーションへの動機付けの提供により、
入院患者の手術後の早期離床や、長期療養者の廃用性衰
退の防止などにも寄与し、さらに、仮想環境により、隔
離されている実世界への接触を実現したり、使用者同士
あるいは使用者と医療関係者や介護者とのコミュニケー
ションを支援するシステムを提供することによって、社
会参加の実現や心のケアに供するウェルネスシステムを
得ることを目的とする。
めになされたもので、複数の感覚を統合した人工現実感
を提供するシステムと、運動負荷と使用者の生理情報を
フィードバックするシステムにより、高度な臨場感とそ
れに連動した運動コンテンツを提供し、リラクセーショ
ンやリフレッシュメント機会の提供、および従来退屈で
あったリハビリテーションへの動機付けの提供により、
入院患者の手術後の早期離床や、長期療養者の廃用性衰
退の防止などにも寄与し、さらに、仮想環境により、隔
離されている実世界への接触を実現したり、使用者同士
あるいは使用者と医療関係者や介護者とのコミュニケー
ションを支援するシステムを提供することによって、社
会参加の実現や心のケアに供するウェルネスシステムを
得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るウェルネスシステムは、使用者に仮想環境を提示する
ための映像情報として、あらかじめ進路の複数の撮影位
置において各々の撮影位置ごとに１つの動画カットを撮
影して蓄積した複数の動画カットを、運動負荷提供手段
の検出した使用者の運動に合わせて１カットずつ進めな
がら再生するようにしたものである。
るウェルネスシステムは、使用者に仮想環境を提示する
ための映像情報として、あらかじめ進路の複数の撮影位
置において各々の撮影位置ごとに１つの動画カットを撮
影して蓄積した複数の動画カットを、運動負荷提供手段
の検出した使用者の運動に合わせて１カットずつ進めな
がら再生するようにしたものである。
【０００７】請求項２記載の発明に係るウェルネスシス
テムは、動画カットの再生に同期させて、当該動画カッ
トに対応する音、および風や香を使用者に提供するよう
にしたものである。
テムは、動画カットの再生に同期させて、当該動画カッ
トに対応する音、および風や香を使用者に提供するよう
にしたものである。
【０００８】請求項３記載の発明に係るウェルネスシス
テムは、使用者の運動を検出して、検出された運動のタ
イミングに合わせて使用者の運動を助けるための負の運
動負荷を与える機能を、運動負荷提供手段に持たせたも
のである。
テムは、使用者の運動を検出して、検出された運動のタ
イミングに合わせて使用者の運動を助けるための負の運
動負荷を与える機能を、運動負荷提供手段に持たせたも
のである。
【０００９】請求項４記載の発明に係るウェルネスシス
テムは、使用者の運動パターンのデータとして使用者の
可動範囲および許容速度を訓練開始時にあらかじめ入力
しておき、それに基づいて運動負荷提供手段を制御して
使用者に提供される運動負荷を制御するようにしたもの
である。
テムは、使用者の運動パターンのデータとして使用者の
可動範囲および許容速度を訓練開始時にあらかじめ入力
しておき、それに基づいて運動負荷提供手段を制御して
使用者に提供される運動負荷を制御するようにしたもの
である。
【００１０】請求項５記載の発明に係るウェルネスシス
テムは、運動負荷提供手段における負荷提示部の位置と
移動速度を検出する位置検出センサおよび速度検出セン
サを設け、負荷提示部を手動で、使用者のリハビリ運動
に適切な運動パターに従って動かしたときに、それらで
計測される検出出力を訓練開始時に入力される使用者の
運動パターンのデータである使用者の可動範囲および許
容速度として用いるようにしたものである。
テムは、運動負荷提供手段における負荷提示部の位置と
移動速度を検出する位置検出センサおよび速度検出セン
サを設け、負荷提示部を手動で、使用者のリハビリ運動
に適切な運動パターに従って動かしたときに、それらで
計測される検出出力を訓練開始時に入力される使用者の
運動パターンのデータである使用者の可動範囲および許
容速度として用いるようにしたものである。
【００１１】請求項６記載の発明に係るウェルネスシス
テムは、運動負荷データ入力手段を設けて、訓練開始時
に入力される使用者の運動パターンのデータである使用
者の 可動範囲および許容速度として、使用者に与えるリ
ハビリ運動の可動範囲及び許容速度を入力するようにし
たものである。
テムは、運動負荷データ入力手段を設けて、訓練開始時
に入力される使用者の運動パターンのデータである使用
者の 可動範囲および許容速度として、使用者に与えるリ
ハビリ運動の可動範囲及び許容速度を入力するようにし
たものである。
【００１２】請求項７記載の発明に係るウェルネスシス
テムは、生理心理状態評価手段に筋電図計測部と、筋電
図から筋肉の活動量を推定する筋活動量推定部を持た
せ、運動負荷提供手段が提供する運動負荷をその推定さ
れた筋肉の活動量に基づいて制御するようにしたもので
ある。
テムは、生理心理状態評価手段に筋電図計測部と、筋電
図から筋肉の活動量を推定する筋活動量推定部を持た
せ、運動負荷提供手段が提供する運動負荷をその推定さ
れた筋肉の活動量に基づいて制御するようにしたもので
ある。
【００１３】請求項８記載の発明に係るウェルネスシス
テムは、ギプス内に筋電図計測部と電気刺激提示部の電
極を内蔵させて、筋活動量推定部が筋電図計測部の計測
した筋電図から推定した筋肉の活動量に合わせて電気刺
激提示部より電気刺激を与え、使用者にその電気刺激に
よる擬似的な運動負荷を提供するようにしたものであ
る。
テムは、ギプス内に筋電図計測部と電気刺激提示部の電
極を内蔵させて、筋活動量推定部が筋電図計測部の計測
した筋電図から推定した筋肉の活動量に合わせて電気刺
激提示部より電気刺激を与え、使用者にその電気刺激に
よる擬似的な運動負荷を提供するようにしたものであ
る。
【００１４】請求項９記載の発明に係るウェルネスシス
テムは、使用者の身体の少なくとも一部を撮影して取り
込む使用者映像取込手段を設け、仮想環境提示手段によ
る仮想環境の提示に際して、仮想環境の画像と合成して
使用者映像取込手段の取り込んだ画像を表示するように
したものである。
テムは、使用者の身体の少なくとも一部を撮影して取り
込む使用者映像取込手段を設け、仮想環境提示手段によ
る仮想環境の提示に際して、仮想環境の画像と合成して
使用者映像取込手段の取り込んだ画像を表示するように
したものである。
【００１５】請求項１０記載の発明に係るウェルネスシ
ステムは、送信情報収集手段を備えた複数のウェルネス
システムを通信ネットワークで接続し、使用者の仮想空
間内における位置情報や、送信情報収集手段の収集した
使用者に関する送信すべき映像情報および音情報を、通
信フォーマットに変換して相互に通信するようにしたも
のである。
ステムは、送信情報収集手段を備えた複数のウェルネス
システムを通信ネットワークで接続し、使用者の仮想空
間内における位置情報や、送信情報収集手段の収集した
使用者に関する送信すべき映像情報および音情報を、通
信フォーマットに変換して相互に通信するようにしたも
のである。
【００１６】請求項１１記載の発明に係るウェルネスシ
ステムは、映像情報収集手段、音場情報収集手段および
環境情報収集手段を、移動手段に搭載して使用者に提示
する仮想環境のもととなる現実世界に配し、運動負荷提
供手段の検出した使用者の運動に合わせて、移動手段の
移動を制御するとともに、映像情報収集手段、音場情報
収集手段および環境情報収集手段の収集した情報を用い
て仮想環境提示手段が提示する仮想環境を使用者から離
れた地点における環境に応じてリアルタイムに制御する
ようにしたものである。
ステムは、映像情報収集手段、音場情報収集手段および
環境情報収集手段を、移動手段に搭載して使用者に提示
する仮想環境のもととなる現実世界に配し、運動負荷提
供手段の検出した使用者の運動に合わせて、移動手段の
移動を制御するとともに、映像情報収集手段、音場情報
収集手段および環境情報収集手段の収集した情報を用い
て仮想環境提示手段が提示する仮想環境を使用者から離
れた地点における環境に応じてリアルタイムに制御する
ようにしたものである。
【００１７】請求項１２記載の発明に係るウェルネスシ
ステムは、さらに使用者の映像や発する音を収集する使
用者映像情報収集手段および使用者音情報収集手段と、
使用者に提示する仮想環境のもととなる現実世界におい
てそれらの提示を行う映像情報提示手段および音情報提
示手段とを設けたものである。
ステムは、さらに使用者の映像や発する音を収集する使
用者映像情報収集手段および使用者音情報収集手段と、
使用者に提示する仮想環境のもととなる現実世界におい
てそれらの提示を行う映像情報提示手段および音情報提
示手段とを設けたものである。
【００１８】請求項１３記載の発明に係るウェルネスシ
ステムは、運動負荷提供手段が提供する運動負荷を制御
する機能を総合制御手段が有し、運動負荷提供手段が使
用者の運動を助けるための負の運動負荷を与える機能を
有するものである。
ステムは、運動負荷提供手段が提供する運動負荷を制御
する機能を総合制御手段が有し、運動負荷提供手段が使
用者の運動を助けるための負の運動負荷を与える機能を
有するものである。
【００１９】請求項１４記載の発明に係るウェルネスシ
ステムは、運動負荷提供手段が提供する運動負荷を、訓
練開始時に入力された使用者の運動パターンのデータで
ある使用者の可動範囲および許容速度に基づいて制御す
る機能を総合制御手段が有するものである。
ステムは、運動負荷提供手段が提供する運動負荷を、訓
練開始時に入力された使用者の運動パターンのデータで
ある使用者の可動範囲および許容速度に基づいて制御す
る機能を総合制御手段が有するものである。
【００２０】請求項１５記載の発明に係るウェルネスシ
ステムは、運動負荷提供手段で使用者に直接運動負荷を
提供している負荷提示部の位置を検出する位置検出セン
サと、負荷提示部の移動速度を検出している速度検出セ
ンサとを設け、訓練開始時に入力される使用者の運動パ
ターンのデータである使用者の可動範囲および許容速度
として、負荷提示部を手動で、使用者のリハビリ運動に
適切な運動パターンにしたがって動かしたときに、位置
検出センサおよび速度検出センサで計測された検出出力
を用いるものである。
ステムは、運動負荷提供手段で使用者に直接運動負荷を
提供している負荷提示部の位置を検出する位置検出セン
サと、負荷提示部の移動速度を検出している速度検出セ
ンサとを設け、訓練開始時に入力される使用者の運動パ
ターンのデータである使用者の可動範囲および許容速度
として、負荷提示部を手動で、使用者のリハビリ運動に
適切な運動パターンにしたがって動かしたときに、位置
検出センサおよび速度検出センサで計測された検出出力
を用いるものである。
【００２１】請求項１６記載の発明に係るウェルネスシ
ステムは、訓練開始時に入力される使用者の運動パター
ンのデータを入力するための運動負荷データ入力手段を
設け、使用者の運動パターンのデータである使用者の可
動範囲および許容速度として 、運動負荷データ入力手段
から入力される、使用者に与えるリハビリ運動の可動範
囲および許容速度を用いるものである。
ステムは、訓練開始時に入力される使用者の運動パター
ンのデータを入力するための運動負荷データ入力手段を
設け、使用者の運動パターンのデータである使用者の可
動範囲および許容速度として 、運動負荷データ入力手段
から入力される、使用者に与えるリハビリ運動の可動範
囲および許容速度を用いるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１． 図１はこの発明の実施の形態１によるウェルネスシステ
ムを示すブロック図で、参考のために説明するものであ
る。図において、１０はこのウェルネスシステムの全体
制御を行う総合制御手段である。この総合制御手段１０
内において、１１は当該ウェルネスシステムの実際の制
御を実行する制御コンピュータである。１２〜１４はそ
の制御に必要な各種データベースであり、１２は使用者
の運動に合わせて仮想環境を制御するための運動対応仮
想環境制御データベース、１３は使用者の生理状態に応
じて運動負荷の制御を行うための生理状態対応運動負荷
制御データベース、１４は使用者の心理状態に応じて仮
想環境を制御するための心理状態対応仮想環境制御デー
タベース１４である。
説明する。 実施の形態１． 図１はこの発明の実施の形態１によるウェルネスシステ
ムを示すブロック図で、参考のために説明するものであ
る。図において、１０はこのウェルネスシステムの全体
制御を行う総合制御手段である。この総合制御手段１０
内において、１１は当該ウェルネスシステムの実際の制
御を実行する制御コンピュータである。１２〜１４はそ
の制御に必要な各種データベースであり、１２は使用者
の運動に合わせて仮想環境を制御するための運動対応仮
想環境制御データベース、１３は使用者の生理状態に応
じて運動負荷の制御を行うための生理状態対応運動負荷
制御データベース、１４は使用者の心理状態に応じて仮
想環境を制御するための心理状態対応仮想環境制御デー
タベース１４である。
【００２３】２０は総合制御手段１０の制御コンピュー
タ１１によって制御され、コンテンツ内容に応じた仮想
環境の提示を行う仮想環境提示手段である。この仮想環
境提示手段２０内において、２１は仮想環境の映像のデ
ータを蓄積している映像蓄積部２１ａ、仮想環境の映像
が表示されるディスプレイ２１ｂ、およびそれらの制御
を行う映像制御部２１ｃよりなる映像ユニットである。
２２は仮想環境における音のデータを蓄積している音デ
ータ蓄積部２２ａ、仮想環境の音を提示する音響提示部
２２ｂ、およびそれらの制御を行う音響制御部２２ｃよ
りなる音響ユニットである。２３は仮想環境の香を発生
させる香発生部２３ａ、仮想環境における風を発生させ
る風発生部２３ｂ、およびそれらの制御を行う風・香制
御部２３ｃよりなる風・香ユニットである。仮想環境提
示手段２０は、これら映像ユニット２１、音響ユニット
２２、および風・香ユニット２３にて形成されている。
タ１１によって制御され、コンテンツ内容に応じた仮想
環境の提示を行う仮想環境提示手段である。この仮想環
境提示手段２０内において、２１は仮想環境の映像のデ
ータを蓄積している映像蓄積部２１ａ、仮想環境の映像
が表示されるディスプレイ２１ｂ、およびそれらの制御
を行う映像制御部２１ｃよりなる映像ユニットである。
２２は仮想環境における音のデータを蓄積している音デ
ータ蓄積部２２ａ、仮想環境の音を提示する音響提示部
２２ｂ、およびそれらの制御を行う音響制御部２２ｃよ
りなる音響ユニットである。２３は仮想環境の香を発生
させる香発生部２３ａ、仮想環境における風を発生させ
る風発生部２３ｂ、およびそれらの制御を行う風・香制
御部２３ｃよりなる風・香ユニットである。仮想環境提
示手段２０は、これら映像ユニット２１、音響ユニット
２２、および風・香ユニット２３にて形成されている。
【００２４】３０は総合制御手段１０の制御コンピュー
タ１１によって制御され、使用者に対して適切な運動負
荷を提供するとともに、使用者の運動を検出する運動負
荷提供手段である。この運動負荷提供手段３０内におい
て、３１は運動負荷を使用者に提示する負荷提示部であ
り、３２はその負荷提示部３１を駆動する駆動部であ
る。３３はこの駆動部３２の制御を行う制御装置であ
り、３４は総合制御手段１０の制御コンピュータ１１か
らの指示を制御装置３３に与え、また使用者の運動を検
出して制御コンピュータ１１に伝える運動負荷検出制御
部である。運動負荷提供手段３０は、これら負荷提示部
３１、駆動部３２、制御装置３３、および運動負荷検出
制御部３４にて形成されている。
タ１１によって制御され、使用者に対して適切な運動負
荷を提供するとともに、使用者の運動を検出する運動負
荷提供手段である。この運動負荷提供手段３０内におい
て、３１は運動負荷を使用者に提示する負荷提示部であ
り、３２はその負荷提示部３１を駆動する駆動部であ
る。３３はこの駆動部３２の制御を行う制御装置であ
り、３４は総合制御手段１０の制御コンピュータ１１か
らの指示を制御装置３３に与え、また使用者の運動を検
出して制御コンピュータ１１に伝える運動負荷検出制御
部である。運動負荷提供手段３０は、これら負荷提示部
３１、駆動部３２、制御装置３３、および運動負荷検出
制御部３４にて形成されている。
【００２５】４０は総合制御手段１０の制御コンピュー
タ１１によって制御され、使用者の生理情報および心理
情報を検出して、生理・心理状態を推定する生理心理状
態評価手段である。この生理心理状態評価手段４０内に
おいて、４１は使用者の生理情報および心理情報の計測
を行う生理心理情報計測部である。４２は生理心理情報
計測部４１にて検出された使用者の生理情報および心理
情報を解析し、使用者の生理状態および心理状態の推定
を行う生理心理情報解析部である。４３はこれら生理心
理情報計測部４１と生理心理情報解析部４２とのインタ
フェースをとるインタフェース部である。生理心理状態
評価手段４０は、これら生理心理情報計測部４１、生理
心理情報解析部４２、およびインタフェース部４３にて
形成されている。
タ１１によって制御され、使用者の生理情報および心理
情報を検出して、生理・心理状態を推定する生理心理状
態評価手段である。この生理心理状態評価手段４０内に
おいて、４１は使用者の生理情報および心理情報の計測
を行う生理心理情報計測部である。４２は生理心理情報
計測部４１にて検出された使用者の生理情報および心理
情報を解析し、使用者の生理状態および心理状態の推定
を行う生理心理情報解析部である。４３はこれら生理心
理情報計測部４１と生理心理情報解析部４２とのインタ
フェースをとるインタフェース部である。生理心理状態
評価手段４０は、これら生理心理情報計測部４１、生理
心理情報解析部４２、およびインタフェース部４３にて
形成されている。
【００２６】次に動作について説明する。総合制御手段
１０はその制御コンピュータ１１によって、仮想環境提
示手段２０の映像ユニット２１、音響ユニット２２、風
・香ユニット２３の各ユニットを制御し、協調させるこ
とによって、コンテンツ内容に対応したリアリティのあ
る仮想環境を創出する。なお、ここで行う仮想環境の制
御には、使用者のリハビリ運動に対応させて仮想環境を
制御する場合は運動対応仮想環境制御データベース１２
が用いられ、使用者の心理状態に対応させて仮想環境を
制御する場合は心理状態対応仮想環境制御データベース
１４が用いられる。
１０はその制御コンピュータ１１によって、仮想環境提
示手段２０の映像ユニット２１、音響ユニット２２、風
・香ユニット２３の各ユニットを制御し、協調させるこ
とによって、コンテンツ内容に対応したリアリティのあ
る仮想環境を創出する。なお、ここで行う仮想環境の制
御には、使用者のリハビリ運動に対応させて仮想環境を
制御する場合は運動対応仮想環境制御データベース１２
が用いられ、使用者の心理状態に対応させて仮想環境を
制御する場合は心理状態対応仮想環境制御データベース
１４が用いられる。
【００２７】すなわち、使用者のリハビリ運動に応じて
仮想環境を制御する場合には、運動負荷提供手段３０の
運動負荷検出制御部３４において使用者の運動（たとえ
ば使用者の歩み）を計測し、その歩みにあわせて映像ユ
ニット２１で表示される仮想環境の映像を変化させ、そ
れと同時に音響ユニット２２から提示される音、さらに
は風・香ユニット２３から提示される風と香を変化させ
る。たとえば運動対応仮想環境制御データベース１２に
森林浴を実現するための森の環境データを格納しておけ
ば、映像ユニット２１でディスプレイ２１ｂに表示され
る木々の映像が利用者の歩みに応じて変化してゆき、音
響ユニット２２の音響提示部２２ｂから提示される小鳥
の声や木々のそよぎなどの林内の音、さらには風・香ユ
ニット２３の風発生部２３ｂや香発生部２３ａの発生す
る風や香（針葉樹の香や花の香など）もそれとともに変
化してゆくため、リハビリ運動によって仮想の森林浴を
楽しむことが出来る。
仮想環境を制御する場合には、運動負荷提供手段３０の
運動負荷検出制御部３４において使用者の運動（たとえ
ば使用者の歩み）を計測し、その歩みにあわせて映像ユ
ニット２１で表示される仮想環境の映像を変化させ、そ
れと同時に音響ユニット２２から提示される音、さらに
は風・香ユニット２３から提示される風と香を変化させ
る。たとえば運動対応仮想環境制御データベース１２に
森林浴を実現するための森の環境データを格納しておけ
ば、映像ユニット２１でディスプレイ２１ｂに表示され
る木々の映像が利用者の歩みに応じて変化してゆき、音
響ユニット２２の音響提示部２２ｂから提示される小鳥
の声や木々のそよぎなどの林内の音、さらには風・香ユ
ニット２３の風発生部２３ｂや香発生部２３ａの発生す
る風や香（針葉樹の香や花の香など）もそれとともに変
化してゆくため、リハビリ運動によって仮想の森林浴を
楽しむことが出来る。
【００２８】また、使用者の心理状態に対応させて仮想
環境を制御する場合には、たとえば心理状態対応仮想環
境制御データベース１４に遊園地の環境データを格納し
ておき、生理心理状態評価手段４０によって使用者が緊
張していると評価されたときには、仮想環境提示手段２
０の映像ユニット２１、音響ユニット２２および風・香
ユニット２３において、その緊張を解きほぐすような、
楽しい仮想の遊園地を提供したりすることができる。
環境を制御する場合には、たとえば心理状態対応仮想環
境制御データベース１４に遊園地の環境データを格納し
ておき、生理心理状態評価手段４０によって使用者が緊
張していると評価されたときには、仮想環境提示手段２
０の映像ユニット２１、音響ユニット２２および風・香
ユニット２３において、その緊張を解きほぐすような、
楽しい仮想の遊園地を提供したりすることができる。
【００２９】さらに、使用者の生理状態に対応させて運
動負荷を制御する場合には、あらかじめ準備した生理状
態対応運動負荷制御データベース１３を参照して使用者
の運動負荷を制御する。たとえば使用者に対してあまり
過負荷にならず、かつ軽すぎないように運動負荷を常に
調節し、過負荷による危険を回避しながら安全に壮快感
をもたらすような運動を実現する。
動負荷を制御する場合には、あらかじめ準備した生理状
態対応運動負荷制御データベース１３を参照して使用者
の運動負荷を制御する。たとえば使用者に対してあまり
過負荷にならず、かつ軽すぎないように運動負荷を常に
調節し、過負荷による危険を回避しながら安全に壮快感
をもたらすような運動を実現する。
【００３０】なお、このような仮想環境の制御や運動負
荷の制御は、ベッドに寝ておらざるを得ない患者のリハ
ビリテーションのためのウェルネスシステムにおいて
も、健常者もしくはかなり回復状態にある患者に対する
ウェルネスシステムにおいても同様に適用可能である。
荷の制御は、ベッドに寝ておらざるを得ない患者のリハ
ビリテーションのためのウェルネスシステムにおいて
も、健常者もしくはかなり回復状態にある患者に対する
ウェルネスシステムにおいても同様に適用可能である。
【００３１】ここで、この実施の形態１におけるウェル
ネスシステムでは、仮想環境提示手段２０の映像ユニッ
ト２１において仮想環境の映像を提示する場合、撮影し
た映像を、撮影時の画角よりも広い画角にて表示してい
る。図２はそのような実施の形態１のウェルネスシステ
ムにおける映像撮影時と映像提示時の画角を示す説明図
であり、図２（ａ）に映像撮影時の画角、図２（ｂ）に
映像提示時の画角をそれぞれ示している。すなわち、画
像撮影時においては図２（ａ）に示すように、ビデオカ
メラなどで画角θ0 による撮影を行い、撮影された映像
データを映像ユニット２１の映像蓄積部２１ａに蓄えて
おく。映像提示時においては、映像ユニット２１の映像
制御部２１ｃが総合制御手段１０の制御コンピュータ１
１から送られてきた制御信号に応じて、映像蓄積部２１
ａに蓄積されている映像データを読み出し、それによる
映像を図２（ｂ）に示すように画角θ1 でディスプレイ
２１ｂに広角再生することによって提示する。なお、こ
のような広角表示に用いるディスプレイ２１ｂにおいて
は、樽型歪曲を有する画像を表示する表示板と歪曲補正
を施す光学系からなる画像表示装置や、へッドマウント
型の画像表示装置を用いれば良い。このように、撮影時
の画角θ0 よりも広い画角θ1 で表示することにより、
使用者は画面に入り込んだ感覚をもつことができ、仮想
世界への没入感を高めることができる。
ネスシステムでは、仮想環境提示手段２０の映像ユニッ
ト２１において仮想環境の映像を提示する場合、撮影し
た映像を、撮影時の画角よりも広い画角にて表示してい
る。図２はそのような実施の形態１のウェルネスシステ
ムにおける映像撮影時と映像提示時の画角を示す説明図
であり、図２（ａ）に映像撮影時の画角、図２（ｂ）に
映像提示時の画角をそれぞれ示している。すなわち、画
像撮影時においては図２（ａ）に示すように、ビデオカ
メラなどで画角θ0 による撮影を行い、撮影された映像
データを映像ユニット２１の映像蓄積部２１ａに蓄えて
おく。映像提示時においては、映像ユニット２１の映像
制御部２１ｃが総合制御手段１０の制御コンピュータ１
１から送られてきた制御信号に応じて、映像蓄積部２１
ａに蓄積されている映像データを読み出し、それによる
映像を図２（ｂ）に示すように画角θ1 でディスプレイ
２１ｂに広角再生することによって提示する。なお、こ
のような広角表示に用いるディスプレイ２１ｂにおいて
は、樽型歪曲を有する画像を表示する表示板と歪曲補正
を施す光学系からなる画像表示装置や、へッドマウント
型の画像表示装置を用いれば良い。このように、撮影時
の画角θ0 よりも広い画角θ1 で表示することにより、
使用者は画面に入り込んだ感覚をもつことができ、仮想
世界への没入感を高めることができる。
【００３２】なお、上記説明では、仮想環境の提示に用
いられる映像が、ビデオカメラなどで撮影された実録の
動画を想定したものを示したが、静止画像であっても、
また映像ソースが実録ではなくコンピュータ・グラフィ
ックス（以下、ＣＧという）によって作成したものであ
ってもよい。
いられる映像が、ビデオカメラなどで撮影された実録の
動画を想定したものを示したが、静止画像であっても、
また映像ソースが実録ではなくコンピュータ・グラフィ
ックス（以下、ＣＧという）によって作成したものであ
ってもよい。
【００３３】実施の形態２．
この実施の形態２は図１に示した実施の形態１の場合と
同一に構成されたウェルネスシステムに適用したもので
あり、その仮想環境提示手段２０内の映像ユニット２１
の映像蓄積部２１ａに蓄える映像データの作成と、総合
制御手段１０の運動対応仮想環境制御データベース１２
に蓄える制御データの作成を、ステップ動画方式にて行
うようにしたものである。なお、ステップ動画方式と
は、あらかじめ進路のところどころでとどまって撮影し
た複数の動画カットを蓄積・再生する機能を仮想環境提
示手段２０に持たせ、使用者の運動に合わせて１カット
ずつ進めながら動画とこれに同期させて対応する音や風
・香の情報を再生する方式である。
同一に構成されたウェルネスシステムに適用したもので
あり、その仮想環境提示手段２０内の映像ユニット２１
の映像蓄積部２１ａに蓄える映像データの作成と、総合
制御手段１０の運動対応仮想環境制御データベース１２
に蓄える制御データの作成を、ステップ動画方式にて行
うようにしたものである。なお、ステップ動画方式と
は、あらかじめ進路のところどころでとどまって撮影し
た複数の動画カットを蓄積・再生する機能を仮想環境提
示手段２０に持たせ、使用者の運動に合わせて１カット
ずつ進めながら動画とこれに同期させて対応する音や風
・香の情報を再生する方式である。
【００３４】図３は仮想環境提示手段２０の映像ユニッ
ト２１においてその映像蓄積部２１ａに蓄積する映像デ
ータの、上記ステップ動画方式に基づいた作成方法の一
例を示す説明図である。図３に示すように、仮想環境と
して提供する場所、たとえば使用者が公園を散歩してい
るような状況を提供するコンテンツの場合には、舞台と
なる公園で映像情報を撮影する。その際、適当な間隔
（たとえば１歩〜数歩の距離）を置いた撮影ポイントを
設定し、それらの各撮影ポイントにおいて、撮影高さを
目線に合わせ、撮影方向を進行方向（道を進んでいる場
合には道の接線方向）に合わせて、水平を保った状態で
セットしたビデオカメラにて、動画像を所定時間（たと
えば数十秒分）ずつ撮影する。なお、進路の分岐点では
進行可能な枝分かれ道がいくつあるのかが分かるように
撮影する。このようにして撮影された各動画カットは、
たとえば、国際標準化機関（ＩＳＯ）のＭＰＥＧ（Ｍｏ
ｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕ
ｐ）による動画の画像圧縮符号化方式（以下、ＭＰＥＧ
圧縮方式という）などで圧縮して、映像ユニット２１の
映像蓄積部２１ａに蓄える。
ト２１においてその映像蓄積部２１ａに蓄積する映像デ
ータの、上記ステップ動画方式に基づいた作成方法の一
例を示す説明図である。図３に示すように、仮想環境と
して提供する場所、たとえば使用者が公園を散歩してい
るような状況を提供するコンテンツの場合には、舞台と
なる公園で映像情報を撮影する。その際、適当な間隔
（たとえば１歩〜数歩の距離）を置いた撮影ポイントを
設定し、それらの各撮影ポイントにおいて、撮影高さを
目線に合わせ、撮影方向を進行方向（道を進んでいる場
合には道の接線方向）に合わせて、水平を保った状態で
セットしたビデオカメラにて、動画像を所定時間（たと
えば数十秒分）ずつ撮影する。なお、進路の分岐点では
進行可能な枝分かれ道がいくつあるのかが分かるように
撮影する。このようにして撮影された各動画カットは、
たとえば、国際標準化機関（ＩＳＯ）のＭＰＥＧ（Ｍｏ
ｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕ
ｐ）による動画の画像圧縮符号化方式（以下、ＭＰＥＧ
圧縮方式という）などで圧縮して、映像ユニット２１の
映像蓄積部２１ａに蓄える。
【００３５】各撮影ポイントにおいて、撮影時に同時に
音情報も収録する。立体音の提示を行う場合には、指向
性のよいマイクを用いて異なる方向からの音を分離して
録音する。蓄積する音データはこの録音した音を参考
に、撮影した映像を再生しながら、合成音や別に収録し
た音データと合わせて、映像に対応した音データを作成
する。なお、立体音を提示する場合には、複数の音源と
その位置に関する情報を作成して蓄積する。たとえば、
小鳥がさえずりながら飛んでいるコンテンツの場合、小
鳥のさえずりのフレーズとともに、小鳥の位置、周囲の
広さや反射率、およびさえずりのタイミング等の情報が
映像に対応した音データとして蓄積される。総合制御手
段１０の運動対応仮想環境制御データベース１２には、
各動画カットと音データの対応を示す制御情報が蓄積さ
れる。その際、各動画カットの全時間に対応した音デー
タを作成せずに、音があるところのみの音データとし、
カット中の音開始タイミング（いくつ目のフレームから
始まるか）を制御情報に付加するようにしてもよい。
音情報も収録する。立体音の提示を行う場合には、指向
性のよいマイクを用いて異なる方向からの音を分離して
録音する。蓄積する音データはこの録音した音を参考
に、撮影した映像を再生しながら、合成音や別に収録し
た音データと合わせて、映像に対応した音データを作成
する。なお、立体音を提示する場合には、複数の音源と
その位置に関する情報を作成して蓄積する。たとえば、
小鳥がさえずりながら飛んでいるコンテンツの場合、小
鳥のさえずりのフレーズとともに、小鳥の位置、周囲の
広さや反射率、およびさえずりのタイミング等の情報が
映像に対応した音データとして蓄積される。総合制御手
段１０の運動対応仮想環境制御データベース１２には、
各動画カットと音データの対応を示す制御情報が蓄積さ
れる。その際、各動画カットの全時間に対応した音デー
タを作成せずに、音があるところのみの音データとし、
カット中の音開始タイミング（いくつ目のフレームから
始まるか）を制御情報に付加するようにしてもよい。
【００３６】同様に、各撮影ポイントにおいて、撮影時
に同時に、吹いている風の強さや方向、さらには香に関
する情報を収集する。その場合、風に関しては風速計と
風向計を用いて行うのが望ましいが、人が主観的に感じ
たものを記録するようにしてもよい。後で、映像を再生
しながら、収集した情報をもとに、映像と対応した風と
香に関する制御情報を作成して、総合制御手段１０の運
動対応仮想環境制御データベース１２に蓄積する。この
場合も音データの場合と同様に、各動画カット中の開始
タイミングと風と香の発生に必要なパラメータをセット
にして、制御情報とする。さらに、仮想環境に合わせた
運動負荷提供手段３０の制御を行うためには、各撮影ポ
イントにおいて、地面の傾斜や地面の状態（固さやどう
いう材質かなど）を計測しておき、これに応じた制御パ
ラメータを総合制御手段１０の運動対応仮想環境制御デ
ータベース１２に蓄積する。
に同時に、吹いている風の強さや方向、さらには香に関
する情報を収集する。その場合、風に関しては風速計と
風向計を用いて行うのが望ましいが、人が主観的に感じ
たものを記録するようにしてもよい。後で、映像を再生
しながら、収集した情報をもとに、映像と対応した風と
香に関する制御情報を作成して、総合制御手段１０の運
動対応仮想環境制御データベース１２に蓄積する。この
場合も音データの場合と同様に、各動画カット中の開始
タイミングと風と香の発生に必要なパラメータをセット
にして、制御情報とする。さらに、仮想環境に合わせた
運動負荷提供手段３０の制御を行うためには、各撮影ポ
イントにおいて、地面の傾斜や地面の状態（固さやどう
いう材質かなど）を計測しておき、これに応じた制御パ
ラメータを総合制御手段１０の運動対応仮想環境制御デ
ータベース１２に蓄積する。
【００３７】コンテンツを実施するときには、総合制御
手段１０の制御コンピュータ１１において、運動対応仮
想環境制御データベース１２の情報にしたがって、次に
再生すべき動画カットを選択して映像ユニット２１に送
り、運動負荷提供手段３０の運動負荷検出制御部３４に
おいて検出した使用者の足踏み運動のタイミングに合わ
せて、足踏みが１回行われるたびに、次カット再生開始
指令を映像ユニット２１の映像制御部２１ｃに送る。な
お、進路が分岐点に達した場合には、ジェスチャーで進
行方向を表現している使用者の身体の少なくとも一部を
撮影して、そのジェスチャーの認識結果に基づいて進む
べき進路を決定するようにすればよい。また、総合制御
手段１０の制御コンピュータ１１は、運動対応仮想環境
制御データベース１２より、次のカットに対応した音と
風・香に関する制御情報、および運動負荷に関する制御
情報を読み出して、それぞれ音響ユニット２２、風・香
ユニット２３、および運動負荷提供手段３０に送る。
手段１０の制御コンピュータ１１において、運動対応仮
想環境制御データベース１２の情報にしたがって、次に
再生すべき動画カットを選択して映像ユニット２１に送
り、運動負荷提供手段３０の運動負荷検出制御部３４に
おいて検出した使用者の足踏み運動のタイミングに合わ
せて、足踏みが１回行われるたびに、次カット再生開始
指令を映像ユニット２１の映像制御部２１ｃに送る。な
お、進路が分岐点に達した場合には、ジェスチャーで進
行方向を表現している使用者の身体の少なくとも一部を
撮影して、そのジェスチャーの認識結果に基づいて進む
べき進路を決定するようにすればよい。また、総合制御
手段１０の制御コンピュータ１１は、運動対応仮想環境
制御データベース１２より、次のカットに対応した音と
風・香に関する制御情報、および運動負荷に関する制御
情報を読み出して、それぞれ音響ユニット２２、風・香
ユニット２３、および運動負荷提供手段３０に送る。
【００３８】次カット再生開始指令を受けた映像ユニッ
ト２１の映像制御部２１ｃは、映像蓄積部２１ａから映
像情報を読み出し、画像伸張ボード（図示省略）でＭＰ
ＥＧ圧縮方式などによる圧縮を解いてからディスプレイ
２１ｂに送り、使用者に提示する。１つの動画カットの
再生が終わっても次カット再生開始指令が来ない場合
（つまり使用者の運動が極端に遅いか停止していると
き）は、同じ動画カットの最初のフレームに戻ってその
再生を繰り返す。これにより使用者が１回足踏み動作を
すると表示される公園などの風景が１歩分進んだ視点か
らの映像に変わり、その時同時に、音響ユニット２２の
音響制御部２２ｃが音データ蓄積部２２ａに蓄えられて
いる音データに基づいて、その映像に対応した小鳥のさ
えずりや木々の葉がそよぐ音などを、音響提示部２２ｂ
より立体的に提示するとともに、風・香ユニット２３の
風・香制御部２３ｃが総合制御手段１０の制御コンピュ
ータ１１の制御にしたがって風発生部２３ｂや香発生部
２３ａを制御し、その映像に応じた風や、花などの香を
提示する。また、その場所に応じた運動負荷が、総合制
御手段１０の制御コンピュータ１１より制御される運動
負荷提供手段３０の負荷提示部３１より提供され、たと
えば、道の状態による踏んだ感覚の違いや坂道における
足の角度など、使用者はあたかもその場所を本当に歩い
ているような感覚を得ることができる。
ト２１の映像制御部２１ｃは、映像蓄積部２１ａから映
像情報を読み出し、画像伸張ボード（図示省略）でＭＰ
ＥＧ圧縮方式などによる圧縮を解いてからディスプレイ
２１ｂに送り、使用者に提示する。１つの動画カットの
再生が終わっても次カット再生開始指令が来ない場合
（つまり使用者の運動が極端に遅いか停止していると
き）は、同じ動画カットの最初のフレームに戻ってその
再生を繰り返す。これにより使用者が１回足踏み動作を
すると表示される公園などの風景が１歩分進んだ視点か
らの映像に変わり、その時同時に、音響ユニット２２の
音響制御部２２ｃが音データ蓄積部２２ａに蓄えられて
いる音データに基づいて、その映像に対応した小鳥のさ
えずりや木々の葉がそよぐ音などを、音響提示部２２ｂ
より立体的に提示するとともに、風・香ユニット２３の
風・香制御部２３ｃが総合制御手段１０の制御コンピュ
ータ１１の制御にしたがって風発生部２３ｂや香発生部
２３ａを制御し、その映像に応じた風や、花などの香を
提示する。また、その場所に応じた運動負荷が、総合制
御手段１０の制御コンピュータ１１より制御される運動
負荷提供手段３０の負荷提示部３１より提供され、たと
えば、道の状態による踏んだ感覚の違いや坂道における
足の角度など、使用者はあたかもその場所を本当に歩い
ているような感覚を得ることができる。
【００３９】このように、この実施の形態２においては
映像データと制御データの作成をステップ動画方式で行
っているため、使用者が画像につられて過度に運動する
ことなく、空間の中を進んでいる感覚を創出することが
出来る効果がある。
映像データと制御データの作成をステップ動画方式で行
っているため、使用者が画像につられて過度に運動する
ことなく、空間の中を進んでいる感覚を創出することが
出来る効果がある。
【００４０】なお、視点が変わったとき（動画の切換
時）の不連続性による違和感を小さくするには、撮影時
には画像の中に歩いている人や自動車などが入らないよ
うにして、木や草など大きく移動しないもののみを対象
とする。木々がそよいでいるようなフラクタルな小さな
動きは、不連続性が目立たないので望ましい。また、繰
り返し再生時の不連続性を小さくするためには、１つの
動画カットの最初と最後のフレームの映像が似たものに
なるように、動画カットの切り出し時に工夫すればよ
い。音についても同様で、急激な変化のないもの、似た
状態の繰り返しが多いものを中心に、鳥や虫の声など途
中で終わってもさほど不自然にはならないものを入れる
とよい。
時）の不連続性による違和感を小さくするには、撮影時
には画像の中に歩いている人や自動車などが入らないよ
うにして、木や草など大きく移動しないもののみを対象
とする。木々がそよいでいるようなフラクタルな小さな
動きは、不連続性が目立たないので望ましい。また、繰
り返し再生時の不連続性を小さくするためには、１つの
動画カットの最初と最後のフレームの映像が似たものに
なるように、動画カットの切り出し時に工夫すればよ
い。音についても同様で、急激な変化のないもの、似た
状態の繰り返しが多いものを中心に、鳥や虫の声など途
中で終わってもさほど不自然にはならないものを入れる
とよい。
【００４１】ここで、図４は仮想空間上の進路の構成例
を示す概念図である。図４に示すように、進路をループ
状の本線と本線に必ず戻ってくる分岐路から成る構成と
し、一方向にのみ進行するようにすれば、分岐によるノ
ード数および必要カット数の爆発的な増加を抑えること
ができる。また、この場合、進路上をバックすることは
できないので、分岐路から本線に戻ってきたときには他
の分岐路の入り口が見えないように撮影するのが望まし
い。この構成は必ずしも撮影場所と同じでなくともよ
く、実録したデータを用いて不自然さがないように再構
成すればよい。また、画面の明るさや太陽の方向や天気
が、連続している動画カットで急に変化しないような工
夫も必要である。これに関しては、撮影後に修正を加え
ることも有効である。
を示す概念図である。図４に示すように、進路をループ
状の本線と本線に必ず戻ってくる分岐路から成る構成と
し、一方向にのみ進行するようにすれば、分岐によるノ
ード数および必要カット数の爆発的な増加を抑えること
ができる。また、この場合、進路上をバックすることは
できないので、分岐路から本線に戻ってきたときには他
の分岐路の入り口が見えないように撮影するのが望まし
い。この構成は必ずしも撮影場所と同じでなくともよ
く、実録したデータを用いて不自然さがないように再構
成すればよい。また、画面の明るさや太陽の方向や天気
が、連続している動画カットで急に変化しないような工
夫も必要である。これに関しては、撮影後に修正を加え
ることも有効である。
【００４２】なお、上記説明では、映像ユニット２１と
音響ユニット２２を独立させ、映像データと音データを
別々に蓄積する方法を示したが、立体音提示を行わない
場合には、映像と音を同期させた状態のままで圧縮して
蓄積するなど映像ユニット２１と音響ユニット２２を一
体化してもよい。
音響ユニット２２を独立させ、映像データと音データを
別々に蓄積する方法を示したが、立体音提示を行わない
場合には、映像と音を同期させた状態のままで圧縮して
蓄積するなど映像ユニット２１と音響ユニット２２を一
体化してもよい。
【００４３】また、ここでは、実録をもとに映像デー
タ、音データ、制御情報などを作成する場合について説
明したが、仮想環境の構成と環境変化のシナリオを作成
し、これに基づいてＣＧによるアニメーション映像や音
データ、制御情報を作成するようにしてもよい。
タ、音データ、制御情報などを作成する場合について説
明したが、仮想環境の構成と環境変化のシナリオを作成
し、これに基づいてＣＧによるアニメーション映像や音
データ、制御情報を作成するようにしてもよい。
【００４４】さらに、上記説明では、提示される仮想環
境が足踏み運動による歩行に対応して変化するものにつ
いて示したが、手でオールを漕ぐような運動に対応して
変化させるようにしてもよい。
境が足踏み運動による歩行に対応して変化するものにつ
いて示したが、手でオールを漕ぐような運動に対応して
変化させるようにしてもよい。
【００４５】なお、目線の高さを変えたり、撮影ポイン
ト間隔を本人の歩幅と異なる値にすることによって、大
人が子供になったり、極端に違う生物になったような感
覚を与えることもできる。したがって、いつも車イスの
視点で見ている人に立って歩いている人の感覚を与える
ことが可能となり、逆に、普通に歩ける人に車イスの視
点を与えることもできる。
ト間隔を本人の歩幅と異なる値にすることによって、大
人が子供になったり、極端に違う生物になったような感
覚を与えることもできる。したがって、いつも車イスの
視点で見ている人に立って歩いている人の感覚を与える
ことが可能となり、逆に、普通に歩ける人に車イスの視
点を与えることもできる。
【００４６】実施の形態３．
この実施の形態３は図１に示した実施の形態１の場合と
同一に構成されたウェルネスシステムに適用したもので
あり、その運動負荷提供手段３０に使用者の運動を助け
る負の運動負荷を与える機能を持たせたものである。図
５はそのような運動負荷提供手段３０の利用を示す概念
図であり、各部には図１の対応部分と同一符号を付して
その説明を省略する。
同一に構成されたウェルネスシステムに適用したもので
あり、その運動負荷提供手段３０に使用者の運動を助け
る負の運動負荷を与える機能を持たせたものである。図
５はそのような運動負荷提供手段３０の利用を示す概念
図であり、各部には図１の対応部分と同一符号を付して
その説明を省略する。
【００４７】次に動作について説明する。運動負荷提供
手段３０の運動負荷検出制御部３４は、総合制御手段１
０の制御コンピュータ１１からの指令に従って、制御装
置３３に対して負の運動負荷を与える指令を出す。ここ
で、負の運動負荷を与えるということは、使用者の足に
力を加えて運動動作を補助するように働かせることを意
味する。たとえば、交互の足踏み動作（膝の屈伸）で
は、図６に示すような提示する力（トルク）と位置を負
荷提示部３１に与えるように駆動部３２を制御する。図
６のグラフに示すように、右足と左足は逆位相で位置を
動かし、提示する力も逆位相とする。負荷提示部３１は
足が足踏板から離れないように使用者の左右の足をそれ
ぞれ固定し、駆動部３２からの力を足に伝える。なお、
どの程度の力を与えるかは、使用者の回復に応じて医師
やリハビリ士などの専門家が総合制御手段に設定するこ
とが望ましく、具体的には、後述する実施の形態４に示
すような方法をとればよい。
手段３０の運動負荷検出制御部３４は、総合制御手段１
０の制御コンピュータ１１からの指令に従って、制御装
置３３に対して負の運動負荷を与える指令を出す。ここ
で、負の運動負荷を与えるということは、使用者の足に
力を加えて運動動作を補助するように働かせることを意
味する。たとえば、交互の足踏み動作（膝の屈伸）で
は、図６に示すような提示する力（トルク）と位置を負
荷提示部３１に与えるように駆動部３２を制御する。図
６のグラフに示すように、右足と左足は逆位相で位置を
動かし、提示する力も逆位相とする。負荷提示部３１は
足が足踏板から離れないように使用者の左右の足をそれ
ぞれ固定し、駆動部３２からの力を足に伝える。なお、
どの程度の力を与えるかは、使用者の回復に応じて医師
やリハビリ士などの専門家が総合制御手段に設定するこ
とが望ましく、具体的には、後述する実施の形態４に示
すような方法をとればよい。
【００４８】なお、安全を確保するため、緊急の場合に
負荷を停止するための手元スイッチを設置することが望
ましい。また、負荷提示部３１の足の固定部について
は、大きな力がかかりすぎたときには自動的に足が足踏
み板から離れるようにしておくとともに、緊急スイッチ
によっても足が足踏み板から離れるようにしておくこと
が望ましい。
負荷を停止するための手元スイッチを設置することが望
ましい。また、負荷提示部３１の足の固定部について
は、大きな力がかかりすぎたときには自動的に足が足踏
み板から離れるようにしておくとともに、緊急スイッチ
によっても足が足踏み板から離れるようにしておくこと
が望ましい。
【００４９】これにより、使用者が自分で足を動かす力
がないときに、リハビリ士が行う他動リハビリテーショ
ンを、使用者が一人でこのウェルネスシステムを用いて
実現することができ、少数頻回の訓練（１回が短時間の
訓練を日に何度も行うこと）を容易に実施することがで
きる。これにより、硬直した筋や関節が動くようにな
り、少しずつ、自力で動かせるようになるという効果が
期待できる。また、動けないうちから、他動運動によっ
て仮想環境の中を移動する（足踏みの場合は歩いている
という）感覚を得ることができるため、ベッドに拘束さ
れているストレスから一時的に解放され、精神的なリフ
レッシュが可能となる。また、運動はできるが努力を要
するというような場合に、訓練の開始時などにおいてそ
の運動を手助けすることにより訓練に取り組みやすくす
る効果もあり、廃用性衰退を防ぐことができる。
がないときに、リハビリ士が行う他動リハビリテーショ
ンを、使用者が一人でこのウェルネスシステムを用いて
実現することができ、少数頻回の訓練（１回が短時間の
訓練を日に何度も行うこと）を容易に実施することがで
きる。これにより、硬直した筋や関節が動くようにな
り、少しずつ、自力で動かせるようになるという効果が
期待できる。また、動けないうちから、他動運動によっ
て仮想環境の中を移動する（足踏みの場合は歩いている
という）感覚を得ることができるため、ベッドに拘束さ
れているストレスから一時的に解放され、精神的なリフ
レッシュが可能となる。また、運動はできるが努力を要
するというような場合に、訓練の開始時などにおいてそ
の運動を手助けすることにより訓練に取り組みやすくす
る効果もあり、廃用性衰退を防ぐことができる。
【００５０】なお、上記説明では膝の屈伸の運動の例を
挙げたが、足首の運動や、腕、手首の運動であってもよ
い。
挙げたが、足首の運動や、腕、手首の運動であってもよ
い。
【００５１】実施の形態４．
この実施の形態４は訓練開始時に、使用者の可動範囲や
許容速度などの運動パターンを入力して学習させること
により、使用者に適した運動負荷の提供を可能としたも
のである。図７はそのようなこの発明の実施の形態４に
よるウェルネスシステムを示すブロック図であり、実施
の形態１の各部に相当する部分には図１と同一符号を付
してその説明を省略する。図において、３５は運動負荷
提供手段３０内にあって負荷提示部３１の位置を検出
し、検出結果を総合制御手段１０の制御コンピュータ１
１に送る位置検出センサであり、３６は同じく運動負荷
提供手段３０内にあって負荷提示部３１の移動速度を検
出し、検出結果を制御コンピュータ１１に送る速度検出
センサである。５０は医師やリハビリ士などによって、
リハビリテーションの内容に応じた使用者の可動範囲や
許容速度などの運動パターンの設定データが数値入力さ
れる運動負荷データ入力手段である。
許容速度などの運動パターンを入力して学習させること
により、使用者に適した運動負荷の提供を可能としたも
のである。図７はそのようなこの発明の実施の形態４に
よるウェルネスシステムを示すブロック図であり、実施
の形態１の各部に相当する部分には図１と同一符号を付
してその説明を省略する。図において、３５は運動負荷
提供手段３０内にあって負荷提示部３１の位置を検出
し、検出結果を総合制御手段１０の制御コンピュータ１
１に送る位置検出センサであり、３６は同じく運動負荷
提供手段３０内にあって負荷提示部３１の移動速度を検
出し、検出結果を制御コンピュータ１１に送る速度検出
センサである。５０は医師やリハビリ士などによって、
リハビリテーションの内容に応じた使用者の可動範囲や
許容速度などの運動パターンの設定データが数値入力さ
れる運動負荷データ入力手段である。
【００５２】次に動作について説明する。リハビリテー
ションの開始前に、医師やリハビリ士が運動負荷提供手
段３０の負荷提示部３１を手動で、使用者のリハビリ運
動に適切な運動パターンにしたがって動かす。運動負荷
提供手段３０の位置検出センサ３５および速度検出セン
サ３６はそのときの運動パターンを計測し、計測された
位置と移動速度のデータを総合制御手段１０に送る。総
合制御手段１０では制御コンピュータ１１が、受け取っ
たデータを運動対応仮想環境制御データベース１２に格
納する。リハビリテーションが開始されると、制御コン
ピュータ１１は運動対応仮想環境制御データベース１２
に格納されていた前述のデータを運動負荷提供手段３０
の運動負荷検出制御部３４に送り、制御装置３３にて制
御される駆動部３２によって負荷提示部３１がそのデー
タに基づいて駆動され、使用者に適切な運動パターンが
実行される。
ションの開始前に、医師やリハビリ士が運動負荷提供手
段３０の負荷提示部３１を手動で、使用者のリハビリ運
動に適切な運動パターンにしたがって動かす。運動負荷
提供手段３０の位置検出センサ３５および速度検出セン
サ３６はそのときの運動パターンを計測し、計測された
位置と移動速度のデータを総合制御手段１０に送る。総
合制御手段１０では制御コンピュータ１１が、受け取っ
たデータを運動対応仮想環境制御データベース１２に格
納する。リハビリテーションが開始されると、制御コン
ピュータ１１は運動対応仮想環境制御データベース１２
に格納されていた前述のデータを運動負荷提供手段３０
の運動負荷検出制御部３４に送り、制御装置３３にて制
御される駆動部３２によって負荷提示部３１がそのデー
タに基づいて駆動され、使用者に適切な運動パターンが
実行される。
【００５３】また、運動パターンの設定データを直接数
値入力したい場合、医師やリハビリ士が運動負荷データ
入力手段５０を用いてリハビリテーション開始前に、使
用者に与えるリハビリ運動の軌道や速度分布、最大負荷
の値や可動範囲、許容速度などの運動パターンのデータ
を数値入力する。運動負荷データ入力手段５０より数値
入力された運動パターンのデータは総合制御手段１０に
送られ、制御コンピュータ１１がその運動パターンのデ
ータを運動対応仮想環境制御データベース１２に格納す
る。リハビリテーションが開始されると、制御コンピュ
ータ１１は運動対応仮想環境制御データベース１２に格
納されていたその運動パターンのデータを読み出して運
動負荷提供手段３０に送り、運動負荷提供手段３０では
前述の場合と同様にして、負荷提示部３１より使用者に
運動負荷を提示する。
値入力したい場合、医師やリハビリ士が運動負荷データ
入力手段５０を用いてリハビリテーション開始前に、使
用者に与えるリハビリ運動の軌道や速度分布、最大負荷
の値や可動範囲、許容速度などの運動パターンのデータ
を数値入力する。運動負荷データ入力手段５０より数値
入力された運動パターンのデータは総合制御手段１０に
送られ、制御コンピュータ１１がその運動パターンのデ
ータを運動対応仮想環境制御データベース１２に格納す
る。リハビリテーションが開始されると、制御コンピュ
ータ１１は運動対応仮想環境制御データベース１２に格
納されていたその運動パターンのデータを読み出して運
動負荷提供手段３０に送り、運動負荷提供手段３０では
前述の場合と同様にして、負荷提示部３１より使用者に
運動負荷を提示する。
【００５４】このように、使用者の可動範囲や許容速度
などの運動パターンを、医師やリハビリ士が訓練開始時
に入力して学習させることにより、使用者はリハビリ士
などが設定した安全なリハビリ運動を繰り返し行うこと
ができ、リハビリ士の不足によるリハビリテーションの
機会の喪失の問題を軽減することができる。
などの運動パターンを、医師やリハビリ士が訓練開始時
に入力して学習させることにより、使用者はリハビリ士
などが設定した安全なリハビリ運動を繰り返し行うこと
ができ、リハビリ士の不足によるリハビリテーションの
機会の喪失の問題を軽減することができる。
【００５５】実施の形態５．
この実施の形態５は筋肉の活動量に基づいて運動負荷を
制御することにより、筋肉の減退防止を図ったものであ
る。図８はそのようなこの発明の実施の形態５によるウ
ェルネスシステムを示すブロック図であり、実施の形態
１の各部に相当する部分には図１と同一符号を付してそ
の説明を省略する。図において、３７は運動負荷提供手
段３０内にあって、最大運動負荷レベルの設定が行われ
る運動負荷設定部である。また、４４は使用者のリハビ
リテーションやトレーニングの対象とする筋の筋電図を
計測する筋電図計測部、４５は計測された筋電図の処理
を行って筋肉の活動量を推定する筋活動量推定部、４６
は推定された筋肉の活動量を分かりやすい形で表示する
筋活動量表示部である。この実施の形態５における生理
心理状態評価手段４０は、これらの筋電図計測部４４、
筋活動量推定部４５および筋活動量表示部４６を備えて
いる。
制御することにより、筋肉の減退防止を図ったものであ
る。図８はそのようなこの発明の実施の形態５によるウ
ェルネスシステムを示すブロック図であり、実施の形態
１の各部に相当する部分には図１と同一符号を付してそ
の説明を省略する。図において、３７は運動負荷提供手
段３０内にあって、最大運動負荷レベルの設定が行われ
る運動負荷設定部である。また、４４は使用者のリハビ
リテーションやトレーニングの対象とする筋の筋電図を
計測する筋電図計測部、４５は計測された筋電図の処理
を行って筋肉の活動量を推定する筋活動量推定部、４６
は推定された筋肉の活動量を分かりやすい形で表示する
筋活動量表示部である。この実施の形態５における生理
心理状態評価手段４０は、これらの筋電図計測部４４、
筋活動量推定部４５および筋活動量表示部４６を備えて
いる。
【００５６】次に動作について説明する。生理心理状態
評価手段４０では、筋電図計測部４４によって使用者の
リハビリテーションやトレーニングの対象となる筋肉の
筋電図が計測される。この筋電図計測部４４による筋電
図の計測は、使い捨て電極を使用者の対象とする筋肉の
総合的な筋電図が計測できる位置に装着し、生体電気現
象計測一般に用いられる増幅器の電気的特性を筋電図用
に合わせたものや、筋電図専用の増幅器を用いて行う。
計測された筋電図は筋活動量推定部４５に送られ、筋活
動量推定部４５はその筋電図の波形を全波整流してロー
パスフィルタをかけ、筋肉の活動量に対応する波形に変
換したり、包絡線に変換したりする。ローパスフィルタ
を用いた場合の波形は平均的な筋活動量となり、包絡線
に変換した場合は一周期の中の最大値の履歴波形とな
る。このような波形変換を行えば、筋肉の活動が活発で
あれば電圧は上昇し、筋肉の活動が少なければ電圧は下
降するという筋活動量に対応した波形が得られ、これを
筋活動量の代用値に用いることができる。筋活動量表示
部４６ではこの筋活動量推定部４５の推定した筋活動量
を使用者やトレーナー、リハビリ士に分かりやすい形で
表示する。たとえば、レベルメータを用いてリアルタイ
ムで最大値がどの程度なのか表示してもよいし、筋活動
量に応じた波形を残像形オシロスコープ等を用いて表示
してもよい。
評価手段４０では、筋電図計測部４４によって使用者の
リハビリテーションやトレーニングの対象となる筋肉の
筋電図が計測される。この筋電図計測部４４による筋電
図の計測は、使い捨て電極を使用者の対象とする筋肉の
総合的な筋電図が計測できる位置に装着し、生体電気現
象計測一般に用いられる増幅器の電気的特性を筋電図用
に合わせたものや、筋電図専用の増幅器を用いて行う。
計測された筋電図は筋活動量推定部４５に送られ、筋活
動量推定部４５はその筋電図の波形を全波整流してロー
パスフィルタをかけ、筋肉の活動量に対応する波形に変
換したり、包絡線に変換したりする。ローパスフィルタ
を用いた場合の波形は平均的な筋活動量となり、包絡線
に変換した場合は一周期の中の最大値の履歴波形とな
る。このような波形変換を行えば、筋肉の活動が活発で
あれば電圧は上昇し、筋肉の活動が少なければ電圧は下
降するという筋活動量に対応した波形が得られ、これを
筋活動量の代用値に用いることができる。筋活動量表示
部４６ではこの筋活動量推定部４５の推定した筋活動量
を使用者やトレーナー、リハビリ士に分かりやすい形で
表示する。たとえば、レベルメータを用いてリアルタイ
ムで最大値がどの程度なのか表示してもよいし、筋活動
量に応じた波形を残像形オシロスコープ等を用いて表示
してもよい。
【００５７】一方、この筋活動量は生理心理状態評価手
段４０より総合制御手段１０の制御コンピュータ１１に
送られ、制御コンピュータ１１より運動負荷提供手段３
０の運動負荷検出制御部３４に送られる。運動負荷検出
制御部３４ではそれに基づいて制御装置３３、駆動部３
２を介して負荷提示部３１を制御して、使用者に運動負
荷を与える。その際、総合制御手段１０の生理状態対応
運動負荷制御データベース１３には、年齢や性別による
平均的な体力を基にした運動負荷に関するデータを納め
ておき、最初に使用するときはこのデータをもとに運動
負荷提供手段３０で使用者に運動負荷を与える。
段４０より総合制御手段１０の制御コンピュータ１１に
送られ、制御コンピュータ１１より運動負荷提供手段３
０の運動負荷検出制御部３４に送られる。運動負荷検出
制御部３４ではそれに基づいて制御装置３３、駆動部３
２を介して負荷提示部３１を制御して、使用者に運動負
荷を与える。その際、総合制御手段１０の生理状態対応
運動負荷制御データベース１３には、年齢や性別による
平均的な体力を基にした運動負荷に関するデータを納め
ておき、最初に使用するときはこのデータをもとに運動
負荷提供手段３０で使用者に運動負荷を与える。
【００５８】すなわち、運動負荷検出制御部３４は生理
心理状態評価手段４０の筋活動量推定部４５で推定され
た筋活動量と運動負荷設定部３７に設定された最大運動
負荷レベルとを比較し、その比較結果により負荷提示部
３１による運動負荷を制御する。たとえば、設定された
最大運動負荷レベルを超えるまでは運動負荷を徐々に強
くしてゆき、最大運動負荷レベルを超えたら運動負荷を
ゼロにする、というような制御を行う。当然のことなが
ら体力には個人差があるので、使用者自身やトレーナ
ー、リハビリ士の判断により、運動負荷を与えていると
きにもマニュアルで運動負荷を制御できるように、運動
負荷設定部３７で最大運動負荷レベルの修正も可能な構
成とする。
心理状態評価手段４０の筋活動量推定部４５で推定され
た筋活動量と運動負荷設定部３７に設定された最大運動
負荷レベルとを比較し、その比較結果により負荷提示部
３１による運動負荷を制御する。たとえば、設定された
最大運動負荷レベルを超えるまでは運動負荷を徐々に強
くしてゆき、最大運動負荷レベルを超えたら運動負荷を
ゼロにする、というような制御を行う。当然のことなが
ら体力には個人差があるので、使用者自身やトレーナ
ー、リハビリ士の判断により、運動負荷を与えていると
きにもマニュアルで運動負荷を制御できるように、運動
負荷設定部３７で最大運動負荷レベルの修正も可能な構
成とする。
【００５９】また、運動負荷の他の制御方法としては、
コンパレータ等を用いてある一定レベル以上の筋活動を
パルスに変換し、このパルスのカウントを行って、ある
一定数のパルスをカウントすると、運動負荷検出制御部
３４に信号を送り、運動負荷を停止させるというもので
あってもよい。さらに、最初に筋活動に対応するパルス
を受け付けた時点からの時間が、あらかじめ設定してお
いた一定時間が経過した後、運動負荷を停止するように
してもよい。
コンパレータ等を用いてある一定レベル以上の筋活動を
パルスに変換し、このパルスのカウントを行って、ある
一定数のパルスをカウントすると、運動負荷検出制御部
３４に信号を送り、運動負荷を停止させるというもので
あってもよい。さらに、最初に筋活動に対応するパルス
を受け付けた時点からの時間が、あらかじめ設定してお
いた一定時間が経過した後、運動負荷を停止するように
してもよい。
【００６０】なお、総合制御手段１０の生理状態対応運
動負荷制御データベース１３は、システムを使用するご
とに、使用者ＩＤや性別、年齢を基に、計測されたデー
タを蓄積してゆけば、使用者別の平均的な運動負荷や最
大運動負荷レベルに設定することが可能となり、訓練状
況やリハビリテーションの進展に合わせた、適切な運動
負荷を与えることができるという効果がある。
動負荷制御データベース１３は、システムを使用するご
とに、使用者ＩＤや性別、年齢を基に、計測されたデー
タを蓄積してゆけば、使用者別の平均的な運動負荷や最
大運動負荷レベルに設定することが可能となり、訓練状
況やリハビリテーションの進展に合わせた、適切な運動
負荷を与えることができるという効果がある。
【００６１】さらに、筋活動量で仮想環境提示手段２０
の映像ユニット２１を制御するようにすれば、たとえば
ゲーム的な画像が表示されている場含、筋活動量がある
一定以上になったとき、映し出されている画像中の何か
が変化するような構成とすることができる。具体的に
は、空中を飛んでいる敵機に照準を定めながら、ミサイ
ルなどを発射するトリガに利用するというようなもので
ある。このような表示手段を用いることにより、訓練や
リハビリテーションにゲーム的な感覚が取り入れられ、
動機づけに役立つという効果を奏する。
の映像ユニット２１を制御するようにすれば、たとえば
ゲーム的な画像が表示されている場含、筋活動量がある
一定以上になったとき、映し出されている画像中の何か
が変化するような構成とすることができる。具体的に
は、空中を飛んでいる敵機に照準を定めながら、ミサイ
ルなどを発射するトリガに利用するというようなもので
ある。このような表示手段を用いることにより、訓練や
リハビリテーションにゲーム的な感覚が取り入れられ、
動機づけに役立つという効果を奏する。
【００６２】実施の形態６．
この実施の形態６は患部をギプスで固定した場合に、そ
の部分の筋肉に電気刺激を与えることにより、筋力維持
のための擬似的な運動負荷を実現し、筋肉の減退防止を
図ったものである。図９はそのようなこの発明の実施の
形態６によるウェルネスシステムを示すブロック図であ
り、実施の形態５の各部に相当する部分には図８と同一
符号を付してその説明を省略する。図において、４７は
筋活動量推定部４５にて推定された筋肉の活動量より筋
活動の評価を行う筋活動評価部であり、この実施の形態
６における生理心理状態評価手段４０は、筋電図計測部
４４および筋活動量推定部４５とともにこの筋活動評価
部４７を備えている。また、３８は利用者の所定の筋肉
に電気刺激を与える電気刺激提示部であり、３９は生理
心理状態評価手段４０の筋活動評価部４７による評価結
果に基づいた電気刺激提示部３８の制御を行う電気刺激
制御部である。この実施の形態６における運動負荷提供
手段３０は、これら電気刺激提示部３８および電気刺激
制御部３９を備えている。
の部分の筋肉に電気刺激を与えることにより、筋力維持
のための擬似的な運動負荷を実現し、筋肉の減退防止を
図ったものである。図９はそのようなこの発明の実施の
形態６によるウェルネスシステムを示すブロック図であ
り、実施の形態５の各部に相当する部分には図８と同一
符号を付してその説明を省略する。図において、４７は
筋活動量推定部４５にて推定された筋肉の活動量より筋
活動の評価を行う筋活動評価部であり、この実施の形態
６における生理心理状態評価手段４０は、筋電図計測部
４４および筋活動量推定部４５とともにこの筋活動評価
部４７を備えている。また、３８は利用者の所定の筋肉
に電気刺激を与える電気刺激提示部であり、３９は生理
心理状態評価手段４０の筋活動評価部４７による評価結
果に基づいた電気刺激提示部３８の制御を行う電気刺激
制御部である。この実施の形態６における運動負荷提供
手段３０は、これら電気刺激提示部３８および電気刺激
制御部３９を備えている。
【００６３】次に動作について説明する。利用者の患部
をギプスで固定しなければならない場合、そのギプスの
中に電気刺激提示部３８の電気刺激用電極と筋電図計測
部４４の筋電検出用電極とをあらかじめ装着しておく。
患部にギプスが施された後は、その部分の筋肉を利用者
が自分の意思で動かしたり、外部から動かそうとしても
無理があるので、運動負荷提供手段３０の電気刺激提示
部３８よりその部分の筋肉に電気刺激用電極で微小電流
を流して筋肉を収縮させる。そのときの筋電図を生理心
理状態評価手段４０の筋電図計測部４４で計測し、計測
された筋電図を筋活動量推定部４５で処理して筋肉の活
動を推定する。筋活動評価部４７はこの筋活動量推定部
４５で推定された筋肉の活動量より筋活動の評価を行
い、評価結果を総合制御手段１０の制御コンピュータ１
１に送る。
をギプスで固定しなければならない場合、そのギプスの
中に電気刺激提示部３８の電気刺激用電極と筋電図計測
部４４の筋電検出用電極とをあらかじめ装着しておく。
患部にギプスが施された後は、その部分の筋肉を利用者
が自分の意思で動かしたり、外部から動かそうとしても
無理があるので、運動負荷提供手段３０の電気刺激提示
部３８よりその部分の筋肉に電気刺激用電極で微小電流
を流して筋肉を収縮させる。そのときの筋電図を生理心
理状態評価手段４０の筋電図計測部４４で計測し、計測
された筋電図を筋活動量推定部４５で処理して筋肉の活
動を推定する。筋活動評価部４７はこの筋活動量推定部
４５で推定された筋肉の活動量より筋活動の評価を行
い、評価結果を総合制御手段１０の制御コンピュータ１
１に送る。
【００６４】制御コンピュータ１１は受け取った評価結
果に基づいて運動負荷提供手段３０に指示し、その電気
刺激制御部３９に筋活動の評価結果に基づいて刺激強
度、刺激持続時間、刺激頻度を決定させる。電気刺激制
御部３９は決定したその刺激強度、刺激持続時間、刺激
頻度に応じて電気刺激提示部３８を制御し、電気刺激提
示部３８はその刺激強度、刺激持続時間、刺激頻度に基
づいた電気刺激を、ギプス内に装着されている電気刺激
用電極によって使用者のその部分の筋肉に与える。な
お、電気刺激を与えるにあたっては、使用者は電気刺激
をほとんど感じないが筋収縮は起こるレベルを事前に調
べておき、このレベルからシステムの使用を始めるよう
にする。
果に基づいて運動負荷提供手段３０に指示し、その電気
刺激制御部３９に筋活動の評価結果に基づいて刺激強
度、刺激持続時間、刺激頻度を決定させる。電気刺激制
御部３９は決定したその刺激強度、刺激持続時間、刺激
頻度に応じて電気刺激提示部３８を制御し、電気刺激提
示部３８はその刺激強度、刺激持続時間、刺激頻度に基
づいた電気刺激を、ギプス内に装着されている電気刺激
用電極によって使用者のその部分の筋肉に与える。な
お、電気刺激を与えるにあたっては、使用者は電気刺激
をほとんど感じないが筋収縮は起こるレベルを事前に調
べておき、このレベルからシステムの使用を始めるよう
にする。
【００６５】また、電気刺激制御部３９では筋活動評価
部４７からの筋活動頻度、パルス数といったデータを基
に、刺激強度、刺激持続時間、刺激頻度を決定するが、
システム使用当初は、前述のように使用者が電気刺激を
ほとんど感じないレベルとなるように設定しておく。当
然、システムの使用のたびに、使用者のデータの履歴を
残し、患部の回復過程に合わせてその電気刺激のパター
ンを変更していく。また、筋活動の状態や電気刺激のパ
ターン等を医師やトレーナーに提示し、医師やトレーナ
ーの判断を電気刺激制御部３９に反映させることによっ
て、より安全にシステムを運用することができる。
部４７からの筋活動頻度、パルス数といったデータを基
に、刺激強度、刺激持続時間、刺激頻度を決定するが、
システム使用当初は、前述のように使用者が電気刺激を
ほとんど感じないレベルとなるように設定しておく。当
然、システムの使用のたびに、使用者のデータの履歴を
残し、患部の回復過程に合わせてその電気刺激のパター
ンを変更していく。また、筋活動の状態や電気刺激のパ
ターン等を医師やトレーナーに提示し、医師やトレーナ
ーの判断を電気刺激制御部３９に反映させることによっ
て、より安全にシステムを運用することができる。
【００６６】このように、運動負荷提供手段３０を筋肉
に電気刺激を与えることによって擬似的な運動負荷を提
供するものとすることにより、外部から強制的に物理的
な運動負荷を与えることができない場合でも、電気刺激
によって筋力維持のための運動を擬似的に実現すること
ができ、筋力低下を最小限に抑えることが可能となるた
め、本格的なリハビリテーションを行う期間を短縮し、
早期に筋力の回復を図ることができる。
に電気刺激を与えることによって擬似的な運動負荷を提
供するものとすることにより、外部から強制的に物理的
な運動負荷を与えることができない場合でも、電気刺激
によって筋力維持のための運動を擬似的に実現すること
ができ、筋力低下を最小限に抑えることが可能となるた
め、本格的なリハビリテーションを行う期間を短縮し、
早期に筋力の回復を図ることができる。
【００６７】実施の形態７．
この実施の形態７は使用者に自分の身体の少なくとも一
部の動きが、提示される仮想環境中に見えるようにする
ことにより、臨場感を向上させたものである。図１０は
そのようなこの発明の実施の形態７によるウェルネスシ
ステムを示すブロック図であり、実施の形態１の各部に
相当する部分には図１と同一符号を付してその説明を省
略する。図において、７１は使用者の身体の少なくとも
一部を撮影する画像撮影部であり、７２は撮影された画
像の画像処理を行う映像処理部、７３は画像処理された
画像から使用者の身体の一部などの必要な画像の切り出
しを行う映像切り出し部である。７０はこれら画像撮影
部７１、映像処理部７２、映像切り出し部７３よりな
り、仮想環境提示手段２０の映像ユニット２１に接続さ
れる使用者映像取込手段である。また、仮想環境提示手
段２０の映像ユニット２１内において、２１ｄは使用者
映像取込手段７０の映像切り出し部７３にて切り出され
た画像を、提示すべき仮想環境の画像と合成してディス
プレイ２１ｂ上に表示する映像合成部である。
部の動きが、提示される仮想環境中に見えるようにする
ことにより、臨場感を向上させたものである。図１０は
そのようなこの発明の実施の形態７によるウェルネスシ
ステムを示すブロック図であり、実施の形態１の各部に
相当する部分には図１と同一符号を付してその説明を省
略する。図において、７１は使用者の身体の少なくとも
一部を撮影する画像撮影部であり、７２は撮影された画
像の画像処理を行う映像処理部、７３は画像処理された
画像から使用者の身体の一部などの必要な画像の切り出
しを行う映像切り出し部である。７０はこれら画像撮影
部７１、映像処理部７２、映像切り出し部７３よりな
り、仮想環境提示手段２０の映像ユニット２１に接続さ
れる使用者映像取込手段である。また、仮想環境提示手
段２０の映像ユニット２１内において、２１ｄは使用者
映像取込手段７０の映像切り出し部７３にて切り出され
た画像を、提示すべき仮想環境の画像と合成してディス
プレイ２１ｂ上に表示する映像合成部である。
【００６８】次に動作について説明する。使用者映像取
込手段７０の画像撮影部７１は使用者の身体の一部、た
とえば足元や手の先などを撮影し、撮影された画像をそ
の映像処理部７２に送る。映像処理部７２はその画像撮
影部７１より送られてきた画像を、当該システムが取り
扱える形式に変換して映像切り出し部７３に送る。映像
切り出し部７３では背景と使用者の身体の映像とのコン
トラストや輝度差を利用して、映像処理部７２から受け
た画像から使用者の身体の一部などの必要な画像を切り
出し、それを仮想環境提示手段２０の映像ユニット２１
に送る。映像ユニット２１では映像合成部２１ｄにおい
て、映像蓄積部２１ａから読み出した映像と、この使用
者映像取込手段７０の映像切り出し部７３で切り出され
た映像とを合成する。映像合成部２１ｄにおける画像の
合成は、映像蓄積部２１ａから読み出した画像の上に、
映像切り出し部７３からの画像を重ねるようにして行
い、合成された画像はディスプレイ２１ｂ上に提示され
る。
込手段７０の画像撮影部７１は使用者の身体の一部、た
とえば足元や手の先などを撮影し、撮影された画像をそ
の映像処理部７２に送る。映像処理部７２はその画像撮
影部７１より送られてきた画像を、当該システムが取り
扱える形式に変換して映像切り出し部７３に送る。映像
切り出し部７３では背景と使用者の身体の映像とのコン
トラストや輝度差を利用して、映像処理部７２から受け
た画像から使用者の身体の一部などの必要な画像を切り
出し、それを仮想環境提示手段２０の映像ユニット２１
に送る。映像ユニット２１では映像合成部２１ｄにおい
て、映像蓄積部２１ａから読み出した映像と、この使用
者映像取込手段７０の映像切り出し部７３で切り出され
た映像とを合成する。映像合成部２１ｄにおける画像の
合成は、映像蓄積部２１ａから読み出した画像の上に、
映像切り出し部７３からの画像を重ねるようにして行
い、合成された画像はディスプレイ２１ｂ上に提示され
る。
【００６９】たとえばリハビリ運動で足踏みをしている
使用者の全身画像を取り込んで、仮想の森の映像に合成
すると、あたかも使用者が森の中を歩いているような画
像を提示することができ、このようにして臨場感を増す
ことにより、リハビリテーションの動機付けに効果があ
る。また、使用者の顔の画像を取り込んで、それを仮想
空間の中で使用者がいる場所に合成してやることで、自
分の存在位置を親しみをもって認識することができるよ
うになり、特に子供が使用者である場合に、リハビリテ
ーションへの積極的な取り組みを促す効果が得られる。
また、実際に歩いているときに見える身体の一部、たと
えば、使用者の視点から見た足先や手などを、使用者の
頭につけたカメラで取り込んだ画像を合成して提示する
ことにより、仮想空間の中に入り込んだ臨場感を創出す
ることができる。
使用者の全身画像を取り込んで、仮想の森の映像に合成
すると、あたかも使用者が森の中を歩いているような画
像を提示することができ、このようにして臨場感を増す
ことにより、リハビリテーションの動機付けに効果があ
る。また、使用者の顔の画像を取り込んで、それを仮想
空間の中で使用者がいる場所に合成してやることで、自
分の存在位置を親しみをもって認識することができるよ
うになり、特に子供が使用者である場合に、リハビリテ
ーションへの積極的な取り組みを促す効果が得られる。
また、実際に歩いているときに見える身体の一部、たと
えば、使用者の視点から見た足先や手などを、使用者の
頭につけたカメラで取り込んだ画像を合成して提示する
ことにより、仮想空間の中に入り込んだ臨場感を創出す
ることができる。
【００７０】実施の形態８．
この実施の形態８は複数のウェルネスシステム間で通信
を行うことにより、仮想環境の中で他の使用者と出会っ
てコミュニケーションすることができるようにしたもの
である。図１１はそのようなこの発明の実施の形態８に
よるウェルネスシステムを示すブロック図であり、実施
の形態１の各部に相当する部分には図１と同一符号を付
してその説明を省略する。図において、８０は使用者に
関する送信すべき映像情報および音情報を収集する送信
情報収集手段である。また、８１は使用者の身体の少な
くとも一部を撮影する画像撮影部、８２はその画像処理
を行う映像処理部、８３は画像処理された映像から必要
な映像の切り出しを行う映像切り出し部であり、これら
は実施の形態８の使用者映像取込手段７０におけるそれ
らと同一のものである。８４は使用者の発する音を収集
するマイクであり、８５はマイク８４で収集された音情
報を収録する音収録部である。送信情報収集手段８０
は、これら画像撮影部８１、映像処理部８２および映像
切り出し部８３と、マイク８４および音収録部８５とを
備えている。
を行うことにより、仮想環境の中で他の使用者と出会っ
てコミュニケーションすることができるようにしたもの
である。図１１はそのようなこの発明の実施の形態８に
よるウェルネスシステムを示すブロック図であり、実施
の形態１の各部に相当する部分には図１と同一符号を付
してその説明を省略する。図において、８０は使用者に
関する送信すべき映像情報および音情報を収集する送信
情報収集手段である。また、８１は使用者の身体の少な
くとも一部を撮影する画像撮影部、８２はその画像処理
を行う映像処理部、８３は画像処理された映像から必要
な映像の切り出しを行う映像切り出し部であり、これら
は実施の形態８の使用者映像取込手段７０におけるそれ
らと同一のものである。８４は使用者の発する音を収集
するマイクであり、８５はマイク８４で収集された音情
報を収録する音収録部である。送信情報収集手段８０
は、これら画像撮影部８１、映像処理部８２および映像
切り出し部８３と、マイク８４および音収録部８５とを
備えている。
【００７１】また、９１は複数のウェルネスシステム間
で行われる通信を接続する通信ネットワークである。９
２は送信情報収集手段８０からの映像情報、音情報、お
よび総合制御手段１０から送信される使用者の仮想空間
内における位置情報を所定の通信フォーマットに変換し
て、通信ネットワーク９１に送信するための通信データ
を作成する送信データ作成部であり、９３は総合制御手
段１０より位置情報と方向情報を受けて、通信ネットワ
ーク９１より受信した通信データを仮想環境の構築に必
要なデータに変換し、総合制御手段１０に送る受信デー
タ変換部である。９４はこれら送信データ作成部９２と
受信データ変換部９３を通信ネットワーク９１に接続す
るためのネットワークインタフェースである。この総合
制御手段１０、仮想環境提示手段２０、運動負荷提供手
段３０、生理心理状態評価手段４０、送信情報収集手段
８０、送信データ作成部９２、受信データ変換部９３、
ネットワークインタフェース９４を１セットとする複数
セットのウェルネスシステムが、通信ネットワーク９１
を介して相互に接続されている。なお、図１２において
は２セットの場合を例示している。
で行われる通信を接続する通信ネットワークである。９
２は送信情報収集手段８０からの映像情報、音情報、お
よび総合制御手段１０から送信される使用者の仮想空間
内における位置情報を所定の通信フォーマットに変換し
て、通信ネットワーク９１に送信するための通信データ
を作成する送信データ作成部であり、９３は総合制御手
段１０より位置情報と方向情報を受けて、通信ネットワ
ーク９１より受信した通信データを仮想環境の構築に必
要なデータに変換し、総合制御手段１０に送る受信デー
タ変換部である。９４はこれら送信データ作成部９２と
受信データ変換部９３を通信ネットワーク９１に接続す
るためのネットワークインタフェースである。この総合
制御手段１０、仮想環境提示手段２０、運動負荷提供手
段３０、生理心理状態評価手段４０、送信情報収集手段
８０、送信データ作成部９２、受信データ変換部９３、
ネットワークインタフェース９４を１セットとする複数
セットのウェルネスシステムが、通信ネットワーク９１
を介して相互に接続されている。なお、図１２において
は２セットの場合を例示している。
【００７２】次に動作について説明する。送信情報収集
手段８０において、画像撮影部８１は使用者の顔などの
身体の一部あるいは全身を撮影し、撮影された映像を映
像処理部８２にてシステムが取り扱える形式に変換す
る。映像切り出し部８３はその変換された映像より必要
な映像を切り出し、それを同じセットの仮想環境提示手
段２０内の映像ユニット２１に送ると同時に、同じセッ
トの送信データ作成部９２にも送る。また、マイク８４
にて使用者の発する音を収集し、それを音収録部８５に
よって収録して送信データ作成部９２に送る。その際、
指向性の高い複数のマイク８４と複数の音収録部８５を
用いることにより、使用者の話し声や足音と環境音とを
分離して収集するとなおよい。あるいは使用者が実際に
発する音はマイク８４を用いて収集し、仮想環境提示手
段２０の音響ユニット２２で作成して提示する音に関し
ては、その音情報を図中に点線で示すように直接音収録
部８５に取り込んでもよい。また、総合制御手段１０
は、仮想環境における使用者の位置情報を保持していて
運動負荷提供手段３０からの情報に基づいてその更新を
行い、その位置情報を送信データ作成部９２に送る。
手段８０において、画像撮影部８１は使用者の顔などの
身体の一部あるいは全身を撮影し、撮影された映像を映
像処理部８２にてシステムが取り扱える形式に変換す
る。映像切り出し部８３はその変換された映像より必要
な映像を切り出し、それを同じセットの仮想環境提示手
段２０内の映像ユニット２１に送ると同時に、同じセッ
トの送信データ作成部９２にも送る。また、マイク８４
にて使用者の発する音を収集し、それを音収録部８５に
よって収録して送信データ作成部９２に送る。その際、
指向性の高い複数のマイク８４と複数の音収録部８５を
用いることにより、使用者の話し声や足音と環境音とを
分離して収集するとなおよい。あるいは使用者が実際に
発する音はマイク８４を用いて収集し、仮想環境提示手
段２０の音響ユニット２２で作成して提示する音に関し
ては、その音情報を図中に点線で示すように直接音収録
部８５に取り込んでもよい。また、総合制御手段１０
は、仮想環境における使用者の位置情報を保持していて
運動負荷提供手段３０からの情報に基づいてその更新を
行い、その位置情報を送信データ作成部９２に送る。
【００７３】送信情報収集手段８０からの映像情報およ
び音情報と、総合制御手段１０からの位置情報を受けた
送信データ作成部９２は、それらの情報を通信ネットワ
ーク９１のプロトコールに応じた通信フォーマットに変
換し、それを使用者識別コードとともに、ネットワーク
インタフェース９４を介して通信ネットワーク９１に送
出する。
び音情報と、総合制御手段１０からの位置情報を受けた
送信データ作成部９２は、それらの情報を通信ネットワ
ーク９１のプロトコールに応じた通信フォーマットに変
換し、それを使用者識別コードとともに、ネットワーク
インタフェース９４を介して通信ネットワーク９１に送
出する。
【００７４】また、受信データ変換部９３は自セットの
総合制御手段１０から位置情報および方向情報を受けて
おり、他のセットの送信データ作成部９２が通信ネット
ワーク９１に送信した、使用者識別コードと、それに対
応した映像情報、音情報、およびそのセットの使用者の
位置情報を受け取ると、自セットの使用者との位置関係
を判定し、あらかじめ設定した距離内にあるときには、
音情報をその位置関係から計算した方向に関する情報と
ともに、自セットの総合制御手段１０に送る。そのとき
同時に、自セットの使用者の進行方向を示す方向情報と
他セットの使用者の位置情報から、視界にはいる映像情
報を選択し、それを自セットの使用者の位置から見た映
像に変換して総合制御手段１０に送る。
総合制御手段１０から位置情報および方向情報を受けて
おり、他のセットの送信データ作成部９２が通信ネット
ワーク９１に送信した、使用者識別コードと、それに対
応した映像情報、音情報、およびそのセットの使用者の
位置情報を受け取ると、自セットの使用者との位置関係
を判定し、あらかじめ設定した距離内にあるときには、
音情報をその位置関係から計算した方向に関する情報と
ともに、自セットの総合制御手段１０に送る。そのとき
同時に、自セットの使用者の進行方向を示す方向情報と
他セットの使用者の位置情報から、視界にはいる映像情
報を選択し、それを自セットの使用者の位置から見た映
像に変換して総合制御手段１０に送る。
【００７５】総合制御手段１０は、仮想環境制御信号と
ともに受信データ変換部９３より受け取った映像情報
を、仮想環境提示手段２０の映像ユニット２１に、音情
報を音響ユニット２２にそれぞれ送る。映像ユニット２
１では、総合制御手段１０から送られる仮想環境制御信
号に基づいて蓄積している映像情報を再生し、同じく総
合制御手段１０から送られる他セットの使用者の映像情
報、自セットの送信情報収集手段８０から送られる自セ
ットの使用者の映像情報を合成し、それを内蔵するディ
スプレイ上に表示する。また、音響ユニット２２では、
総合制御手段１０から送られる仮想環境制御信号に基づ
いて蓄積している音情報を選択し、その音情報と、同じ
く総合制御手段１０から送られる他セットの使用者の発
する音情報とを方向情報を用いて合成して提示する。
ともに受信データ変換部９３より受け取った映像情報
を、仮想環境提示手段２０の映像ユニット２１に、音情
報を音響ユニット２２にそれぞれ送る。映像ユニット２
１では、総合制御手段１０から送られる仮想環境制御信
号に基づいて蓄積している映像情報を再生し、同じく総
合制御手段１０から送られる他セットの使用者の映像情
報、自セットの送信情報収集手段８０から送られる自セ
ットの使用者の映像情報を合成し、それを内蔵するディ
スプレイ上に表示する。また、音響ユニット２２では、
総合制御手段１０から送られる仮想環境制御信号に基づ
いて蓄積している音情報を選択し、その音情報と、同じ
く総合制御手段１０から送られる他セットの使用者の発
する音情報とを方向情報を用いて合成して提示する。
【００７６】以上により、共通の仮想空間の中で複数の
人が出会って、相手の顔や様子を見ながら互いに会話を
かわし、一緒に散歩するといったことが可能になる。こ
れによって、リハビリテーションや運動療法などにおけ
る動機づけを高めるとともに、他者とのコミュニケーシ
ョンによるリフレッシュ効果が期待できる。なお、コミ
ュニケーションの内容は、使用者が患者同士の病気や対
処方法に関する情報交換であったり、患者と医者やリハ
ビリ士など医療関係者との訓練経過の説明や相談、励ま
しなど、あるいは患者と家族や介護者との日常的な会話
や仮想環境を体験しての感想など多様なものが考えられ
るが、いずれにしても仮想環境の織りなすリラックスし
た雰囲気の中でコミュニケーションがスムーズに行え、
また、同じ空間と時を共有する実感を与えることによ
り、人間関係の改善に寄与することができる。
人が出会って、相手の顔や様子を見ながら互いに会話を
かわし、一緒に散歩するといったことが可能になる。こ
れによって、リハビリテーションや運動療法などにおけ
る動機づけを高めるとともに、他者とのコミュニケーシ
ョンによるリフレッシュ効果が期待できる。なお、コミ
ュニケーションの内容は、使用者が患者同士の病気や対
処方法に関する情報交換であったり、患者と医者やリハ
ビリ士など医療関係者との訓練経過の説明や相談、励ま
しなど、あるいは患者と家族や介護者との日常的な会話
や仮想環境を体験しての感想など多様なものが考えられ
るが、いずれにしても仮想環境の織りなすリラックスし
た雰囲気の中でコミュニケーションがスムーズに行え、
また、同じ空間と時を共有する実感を与えることによ
り、人間関係の改善に寄与することができる。
【００７７】実施の形態９．
この実施の形態９は現実の世界を離れたところにいる使
用者が、提示される仮想環境によってその現実の世界と
接触できるようにしたものである。図１２はそのような
この発明の実施の形態９によるウェルネスシステムを示
すブロック図であり、実施の形態１の各部に相当する部
分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。図
において、１００は使用者から離れた地点における環境
の映像情報を収集する映像情報収集手段としての映像情
報収集部、１０１はその地点の音場情報を収集する音場
情報収集手段としての音場情報収集部であり、１０２は
その地点の温度および湿度の情報を収集する環境情報収
集手段としての温度湿度情報収集部、１０３はその地点
の風向および風速の情報を収集する環境情報収集手段と
しての風向風速情報収集部、１０４はその地点の香の情
報を収集する環境情報収集手段としての嗅覚情報収集部
である。
用者が、提示される仮想環境によってその現実の世界と
接触できるようにしたものである。図１２はそのような
この発明の実施の形態９によるウェルネスシステムを示
すブロック図であり、実施の形態１の各部に相当する部
分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。図
において、１００は使用者から離れた地点における環境
の映像情報を収集する映像情報収集手段としての映像情
報収集部、１０１はその地点の音場情報を収集する音場
情報収集手段としての音場情報収集部であり、１０２は
その地点の温度および湿度の情報を収集する環境情報収
集手段としての温度湿度情報収集部、１０３はその地点
の風向および風速の情報を収集する環境情報収集手段と
しての風向風速情報収集部、１０４はその地点の香の情
報を収集する環境情報収集手段としての嗅覚情報収集部
である。
【００７８】１０５はこれら映像情報収集部１００、音
場情報収集部１０１、温度湿度情報収集部１０２、風向
風速情報収集部１０３、および嗅覚情報収集部１０４を
搭載し、それらを移動させるための移動手段としての移
動ユニットである。１０６はこの移動ユニット１０５に
搭載されて、映像情報収集部１００、音場情報収集部１
０１、温度湿度情報収集部１０２、風向風速情報収集部
１０３、嗅覚情報収集部１０４にて収集された情報を総
合制御手段１０に送信し、総合制御手段１０からの移動
ユニット１０５の移動制御情報を受信する情報送受信部
である。１６は総合制御手段１０内にあって、情報送受
信部１０６から送られてくる映像情報収集部１００、音
場情報収集部１０１、温度湿度情報収集部１０２、風向
風速情報収集部１０３、嗅覚情報収集部１０４の収集情
報を受信し、移動ユニット１０５の移動制御情報を送信
する情報送受信部である。
場情報収集部１０１、温度湿度情報収集部１０２、風向
風速情報収集部１０３、および嗅覚情報収集部１０４を
搭載し、それらを移動させるための移動手段としての移
動ユニットである。１０６はこの移動ユニット１０５に
搭載されて、映像情報収集部１００、音場情報収集部１
０１、温度湿度情報収集部１０２、風向風速情報収集部
１０３、嗅覚情報収集部１０４にて収集された情報を総
合制御手段１０に送信し、総合制御手段１０からの移動
ユニット１０５の移動制御情報を受信する情報送受信部
である。１６は総合制御手段１０内にあって、情報送受
信部１０６から送られてくる映像情報収集部１００、音
場情報収集部１０１、温度湿度情報収集部１０２、風向
風速情報収集部１０３、嗅覚情報収集部１０４の収集情
報を受信し、移動ユニット１０５の移動制御情報を送信
する情報送受信部である。
【００７９】次に動作について説明する。総合制御手段
１０の制御コンピュータ１１は情報送受信部１６で受信
した、映像情報収集部１００、音場情報収集部１０１、
温度湿度情報収集部１０２、風向風速情報収集部１０
３、嗅覚情報収集部１０４の収集情報に基づいて仮想環
境提示手段２０を制御し、その映像ユニット２１、音響
ユニット２２および風・香ユニット２３などよって、移
動ユニット１０５が置かれている現実世界が仮想環境と
して使用者に提示される。その時、使用者が足踏み運動
を行うと、運動負荷提供手段３０がその使用者の運動を
検出して検出情報を制御コンピュータ１１に伝える。制
御コンピュータ１１はその検出情報に基づいて移動ユニ
ット１０５の移動制御情報を作成し、それを情報送受信
部１６より移動ユニット１０５側の情報送受信部１０６
に送信する。
１０の制御コンピュータ１１は情報送受信部１６で受信
した、映像情報収集部１００、音場情報収集部１０１、
温度湿度情報収集部１０２、風向風速情報収集部１０
３、嗅覚情報収集部１０４の収集情報に基づいて仮想環
境提示手段２０を制御し、その映像ユニット２１、音響
ユニット２２および風・香ユニット２３などよって、移
動ユニット１０５が置かれている現実世界が仮想環境と
して使用者に提示される。その時、使用者が足踏み運動
を行うと、運動負荷提供手段３０がその使用者の運動を
検出して検出情報を制御コンピュータ１１に伝える。制
御コンピュータ１１はその検出情報に基づいて移動ユニ
ット１０５の移動制御情報を作成し、それを情報送受信
部１６より移動ユニット１０５側の情報送受信部１０６
に送信する。
【００８０】移動ユニット１０５は情報送受信部１０６
の受信した制御コンピュータ１１からの移動制御情報に
よって制御され、使用者の運動に連動して、たとえば一
歩の運動に対して一歩分の距離を移動する。これによ
り、この移動ユニット１０５に搭載された映像情報収集
部１００、音場情報収集部１０１、温度湿度情報収集部
１０２、風向風速情報収集部１０３、嗅覚情報収集部１
０４も移動し、移動しながら各場所での映像情報と音場
情報、および温度、湿度、風向、風速、香などの環境情
報を収集する。収集された情報は情報送受信部１０６よ
り送信され、総合制御手段１０の情報送受信部１６で受
信されて制御コンピュータ１１に送られる。制御コンピ
ュータ１１は受け取ったそれらの情報に基づいて、仮想
環境提示手段２０を制御し、その映像ユニット２１、音
響ユニット２２および風・香ユニット２３より移動後の
仮想環境を使用者に提示する。
の受信した制御コンピュータ１１からの移動制御情報に
よって制御され、使用者の運動に連動して、たとえば一
歩の運動に対して一歩分の距離を移動する。これによ
り、この移動ユニット１０５に搭載された映像情報収集
部１００、音場情報収集部１０１、温度湿度情報収集部
１０２、風向風速情報収集部１０３、嗅覚情報収集部１
０４も移動し、移動しながら各場所での映像情報と音場
情報、および温度、湿度、風向、風速、香などの環境情
報を収集する。収集された情報は情報送受信部１０６よ
り送信され、総合制御手段１０の情報送受信部１６で受
信されて制御コンピュータ１１に送られる。制御コンピ
ュータ１１は受け取ったそれらの情報に基づいて、仮想
環境提示手段２０を制御し、その映像ユニット２１、音
響ユニット２２および風・香ユニット２３より移動後の
仮想環境を使用者に提示する。
【００８１】たとえば公園を散歩するコンテンツの場
合、公園に映像情報収集部１００、音場情報収集部１０
１、温度湿度情報収集部１０２、風向風速情報収集部１
０３、嗅覚情報収集部１０４および情報送受信部１０６
を搭載した移動ユニット１０５を置き、使用者は病院の
ベッドの上でこのウェルネスシステムを使用する。使用
者が足踏み運動をすると、その歩みに対応して移動ユニ
ット１０５とそれに搭載されたシステムが移動し、仮想
環境提示手段２０にて提示される画像や風・音や香等が
変化してゆく。すなわち花壇に近づいてゆくと、徐々に
花の映像が近くになり、花の香が強くなってくる。花壇
の近くでさらに足踏み運動を続けると提示されている花
の種類が変化してゆき、花の種類によって香も変化す
る。また周囲で遊んでいる子供の映像や声などもリアル
タイムで変化してゆく。
合、公園に映像情報収集部１００、音場情報収集部１０
１、温度湿度情報収集部１０２、風向風速情報収集部１
０３、嗅覚情報収集部１０４および情報送受信部１０６
を搭載した移動ユニット１０５を置き、使用者は病院の
ベッドの上でこのウェルネスシステムを使用する。使用
者が足踏み運動をすると、その歩みに対応して移動ユニ
ット１０５とそれに搭載されたシステムが移動し、仮想
環境提示手段２０にて提示される画像や風・音や香等が
変化してゆく。すなわち花壇に近づいてゆくと、徐々に
花の映像が近くになり、花の香が強くなってくる。花壇
の近くでさらに足踏み運動を続けると提示されている花
の種類が変化してゆき、花の種類によって香も変化す
る。また周囲で遊んでいる子供の映像や声などもリアル
タイムで変化してゆく。
【００８２】このように、離れた場所にいても実世界の
環境にあたかも実際に出かけたような感覚を味わうこと
が可能となるため、リハビリ運動の動機づけの効果をも
ち、さらに、リハビリテーションに限らず広く実世界と
のインタラクションを実現することにより、病院や家庭
の一室から出られないような患者の拘束感を解き、リフ
レッシュさせる効果がある。
環境にあたかも実際に出かけたような感覚を味わうこと
が可能となるため、リハビリ運動の動機づけの効果をも
ち、さらに、リハビリテーションに限らず広く実世界と
のインタラクションを実現することにより、病院や家庭
の一室から出られないような患者の拘束感を解き、リフ
レッシュさせる効果がある。
【００８３】実施の形態１０．
この実施の形態１０は実施の形態９によるウェルネスシ
ステムにおいて、さらに仮想環境のもととなる現実世界
にいる人と使用者とのインタラクションを可能としたも
のである。図１３はそのようなこの発明の実施の形態１
０によるウェルネスシステムを示すブロック図であり、
実施の形態９の各部に相当する部分には図１２と同一符
号を付してその説明を省略する。図において、２１ｅは
仮想環境提示手段２０の映像ユニット２１内に配置さ
れ、使用者の身体の一部あるいは全部を撮影してその映
像情報を収集するための使用者映像情報収集手段として
のビデオカメラ（使用者映像情報収集手段）であり、２
１ｆはこのビデオカメラ２１ｅにて撮影された映像情報
を取り込み、それを映像制御部２１ｃに送る画像取込部
である。５１は使用者の発する音情報を収集して総合制
御手段１０の制御コンピュータ１１に送る使用者音情報
収集手段としてのマイクである。
ステムにおいて、さらに仮想環境のもととなる現実世界
にいる人と使用者とのインタラクションを可能としたも
のである。図１３はそのようなこの発明の実施の形態１
０によるウェルネスシステムを示すブロック図であり、
実施の形態９の各部に相当する部分には図１２と同一符
号を付してその説明を省略する。図において、２１ｅは
仮想環境提示手段２０の映像ユニット２１内に配置さ
れ、使用者の身体の一部あるいは全部を撮影してその映
像情報を収集するための使用者映像情報収集手段として
のビデオカメラ（使用者映像情報収集手段）であり、２
１ｆはこのビデオカメラ２１ｅにて撮影された映像情報
を取り込み、それを映像制御部２１ｃに送る画像取込部
である。５１は使用者の発する音情報を収集して総合制
御手段１０の制御コンピュータ１１に送る使用者音情報
収集手段としてのマイクである。
【００８４】また、１１０は映像ユニット２１内のビデ
オカメラ２１ｅで撮影されて画像取込部２１ｆで取り込
まれ、映像制御部２１ｃより制御コンピュータ１１に送
られた使用者の映像情報を、情報送受信部１６および情
報送受信部１０６を経由して受け取り、それを使用者に
提示する仮想環境のもととなる現実世界において提示す
る映像情報提示手段である。１１１は同様に、マイク５
１で収集され、制御コンピュータ１１より情報送受信部
１６および情報送受信部１０６を経由して受け取った、
使用者の発する音情報を、使用者に提示する仮想環境の
もととなる現実世界において提示する音情報提示手段で
ある。
オカメラ２１ｅで撮影されて画像取込部２１ｆで取り込
まれ、映像制御部２１ｃより制御コンピュータ１１に送
られた使用者の映像情報を、情報送受信部１６および情
報送受信部１０６を経由して受け取り、それを使用者に
提示する仮想環境のもととなる現実世界において提示す
る映像情報提示手段である。１１１は同様に、マイク５
１で収集され、制御コンピュータ１１より情報送受信部
１６および情報送受信部１０６を経由して受け取った、
使用者の発する音情報を、使用者に提示する仮想環境の
もととなる現実世界において提示する音情報提示手段で
ある。
【００８５】次に動作について説明する。たとえば病院
に入院している使用者と観光地に来ているその家族との
間で、この実施の形態１１によるウェルネスシステムを
使用する場合、移動ユニット１０５に搭載された映像情
報収集部１００、音場情報収集部１０１、温度湿度情報
収集部１０２、風向風速情報収集部１０３、嗅覚情報収
集部１０４、情報送受信部１０６、および映像情報提示
手段１１０、音情報提示手段１１１を家族のいる観光地
に置き、それ以外を使用者の入院している病院に置く。
観光地側では映像情報収集部１００、音場情報収集部１
０１によって、家族の身体の一部または全身の映像や観
光地の風景の映像、および家族の発する音声や観光地の
環境音などが収集される。収集された映像情報や音情報
は情報送受信部１０６より病院側に送信される。病院側
ではそれを情報送受信部１６で受信して総合制御手段１
０の制御コンピュータ１１に送る。制御コンピュータ１
１はそれらの情報に基づいて仮想環境提示手段２０を制
御し、その映像ユニット２１と音響ユニット２２を用い
て、観光地の家族の様子を病院にいる使用者に提示す
る。
に入院している使用者と観光地に来ているその家族との
間で、この実施の形態１１によるウェルネスシステムを
使用する場合、移動ユニット１０５に搭載された映像情
報収集部１００、音場情報収集部１０１、温度湿度情報
収集部１０２、風向風速情報収集部１０３、嗅覚情報収
集部１０４、情報送受信部１０６、および映像情報提示
手段１１０、音情報提示手段１１１を家族のいる観光地
に置き、それ以外を使用者の入院している病院に置く。
観光地側では映像情報収集部１００、音場情報収集部１
０１によって、家族の身体の一部または全身の映像や観
光地の風景の映像、および家族の発する音声や観光地の
環境音などが収集される。収集された映像情報や音情報
は情報送受信部１０６より病院側に送信される。病院側
ではそれを情報送受信部１６で受信して総合制御手段１
０の制御コンピュータ１１に送る。制御コンピュータ１
１はそれらの情報に基づいて仮想環境提示手段２０を制
御し、その映像ユニット２１と音響ユニット２２を用い
て、観光地の家族の様子を病院にいる使用者に提示す
る。
【００８６】また、病院側では仮想環境提示手段２０の
映像ユニット２１において、使用者の身体の一部あるい
は全身の画像がビデオカメラ２１ｅで撮影され、その映
像情報が画像取込部２１ｆによって取り込まれて映像制
御部２１ｃより制御コンピュータ１１に送られる。制御
コンピュータ１１はこの使用者の映像情報を情報送受信
部１６より観光地側に送信する。観光地側ではその映像
情報を情報送受信部１０６で受信し、映像情報提示手段
１１０に送って家族に提示する。同様に、使用者の発す
る音声などはマイク５１で収集されて制御コンピュータ
１１に送られ、制御コンピュータ１１はこの使用者の音
情報を情報送受信部１６より観光地側に送信する。観光
地側ではその音情報を情報送受信部１０６で受信し、音
情報提示手段１１１に送って家族に提示する。
映像ユニット２１において、使用者の身体の一部あるい
は全身の画像がビデオカメラ２１ｅで撮影され、その映
像情報が画像取込部２１ｆによって取り込まれて映像制
御部２１ｃより制御コンピュータ１１に送られる。制御
コンピュータ１１はこの使用者の映像情報を情報送受信
部１６より観光地側に送信する。観光地側ではその映像
情報を情報送受信部１０６で受信し、映像情報提示手段
１１０に送って家族に提示する。同様に、使用者の発す
る音声などはマイク５１で収集されて制御コンピュータ
１１に送られ、制御コンピュータ１１はこの使用者の音
情報を情報送受信部１６より観光地側に送信する。観光
地側ではその音情報を情報送受信部１０６で受信し、音
情報提示手段１１１に送って家族に提示する。
【００８７】これらのことにより、観光地にいる家族と
病院にいる使用者とが、あたかも一緒に観光地に行って
いるような状況を作ることが出来る。また観光地を学校
の教室に変え、家族を学校の先生や友達にすれば、入院
しながら学校に通っているような環境を提供することも
出来る。
病院にいる使用者とが、あたかも一緒に観光地に行って
いるような状況を作ることが出来る。また観光地を学校
の教室に変え、家族を学校の先生や友達にすれば、入院
しながら学校に通っているような環境を提供することも
出来る。
【００８８】このように、リハビリテーションに限ら
ず、広く現実の世界とのインタラクション、およびそこ
にいる人とのコミュニケーションを実現することによ
り、病院や家庭の一室から出られないような患者の拘束
感を解き、精神的にリフレッシュさせることができると
ともに、社会参加の機会を与えることによってメンタル
ケアにも役立つ。
ず、広く現実の世界とのインタラクション、およびそこ
にいる人とのコミュニケーションを実現することによ
り、病院や家庭の一室から出られないような患者の拘束
感を解き、精神的にリフレッシュさせることができると
ともに、社会参加の機会を与えることによってメンタル
ケアにも役立つ。
【００８９】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、あらかじめ進路の複数の撮影位置において各々の
撮影位置ごとに１つの動画カットを撮影して蓄積した複
数の動画カットを、運動負荷提供手段の検出した使用者
の運動に合わせて１カットずつ進めながら再生するよう
に構成したので、使用者が提示された仮想環境の画像に
つられて過度に運動しないようにすることができる効果
がある。
れば、あらかじめ進路の複数の撮影位置において各々の
撮影位置ごとに１つの動画カットを撮影して蓄積した複
数の動画カットを、運動負荷提供手段の検出した使用者
の運動に合わせて１カットずつ進めながら再生するよう
に構成したので、使用者が提示された仮想環境の画像に
つられて過度に運動しないようにすることができる効果
がある。
【００９０】請求項２記載の発明によれば、動画カット
の再生に同期させて、当該動画カットに対応する音、お
よび風や香を使用者に提示するように構成したので、使
用者が仮想環境によって提示された場所を本当に歩いて
いるような感覚を創出することができる効果がある。
の再生に同期させて、当該動画カットに対応する音、お
よび風や香を使用者に提示するように構成したので、使
用者が仮想環境によって提示された場所を本当に歩いて
いるような感覚を創出することができる効果がある。
【００９１】請求項３記載の発明によれば、使用者の運
動を検出して、検出された運動のタイミングに合わせて
使用者の運動を助けるための負の運動負荷を与える機能
を運動負荷提供手段に持たせるように構成したので、自
力で動けない使用者でも、その運動能力に応じて一人で
他動的リハビリテーションのような運動補助が行えるば
かりか、使用者が自力で動くことの出来ない時点から仮
想環境内を移動し得ることができるため、ベッドに拘束
されているストレスから一時的に解放されて、心理的に
リフレッシュできる効果がある。
動を検出して、検出された運動のタイミングに合わせて
使用者の運動を助けるための負の運動負荷を与える機能
を運動負荷提供手段に持たせるように構成したので、自
力で動けない使用者でも、その運動能力に応じて一人で
他動的リハビリテーションのような運動補助が行えるば
かりか、使用者が自力で動くことの出来ない時点から仮
想環境内を移動し得ることができるため、ベッドに拘束
されているストレスから一時的に解放されて、心理的に
リフレッシュできる効果がある。
【００９２】請求項４記載の発明によれば、訓練開始時
にあらかじめ入力しておいた使用者の運動パターンのデ
ータである使用者の可動範囲および許容速度に基づいて
運動負荷提供手段を制御し、使用者に提供される運動負
荷を制御するように構成したので、使用者に適した運動
負荷を提供することができ、リハビリ士などの不足によ
るリハビリテーションの機会喪失を軽減できる効果があ
る。
にあらかじめ入力しておいた使用者の運動パターンのデ
ータである使用者の可動範囲および許容速度に基づいて
運動負荷提供手段を制御し、使用者に提供される運動負
荷を制御するように構成したので、使用者に適した運動
負荷を提供することができ、リハビリ士などの不足によ
るリハビリテーションの機会喪失を軽減できる効果があ
る。
【００９３】請求項５記載の発明によれば、訓練開始時
に手動で、運動負荷提供手段の負荷提示部をリハビリ運
動に適したパターンで動かし、そのときの負荷提示部の
位置と移動速度をセンサで検出して、それに基づいて使
用者への運動負荷を制御するように構成したので、実施
したいリハビリ運動に応じて負荷提示部を動かすだけ
で、訓練開始時における使用者の運動パターンのデータ
である使用者の可動範囲および許容速度の入力が行える
効果がある。
に手動で、運動負荷提供手段の負荷提示部をリハビリ運
動に適したパターンで動かし、そのときの負荷提示部の
位置と移動速度をセンサで検出して、それに基づいて使
用者への運動負荷を制御するように構成したので、実施
したいリハビリ運動に応じて負荷提示部を動かすだけ
で、訓練開始時における使用者の運動パターンのデータ
である使用者の可動範囲および許容速度の入力が行える
効果がある。
【００９４】請求項６記載の発明によれば、訓練開始時
における使用者の運動パターンのデータである使用者の
可動範囲および許容速度の入力を、運動負荷データ入力
手段より入力するように構成したので、使用者はリハビ
リ士などが数値によって設定した安全なリハビリ運動を
行うことができる効果がある。
における使用者の運動パターンのデータである使用者の
可動範囲および許容速度の入力を、運動負荷データ入力
手段より入力するように構成したので、使用者はリハビ
リ士などが数値によって設定した安全なリハビリ運動を
行うことができる効果がある。
【００９５】請求項７記載の発明によれば、筋電図計測
部で計測した筋電図から筋活動量推定部が推定した筋肉
の活動量に基づいて、運動負荷提供手段が提供する運動
負荷を制御するように構成したので、筋肉にその活動量
に応じた運動負荷を加えることが可能となるため、使用
者の筋肉の減退を防止することができる効果がある。
部で計測した筋電図から筋活動量推定部が推定した筋肉
の活動量に基づいて、運動負荷提供手段が提供する運動
負荷を制御するように構成したので、筋肉にその活動量
に応じた運動負荷を加えることが可能となるため、使用
者の筋肉の減退を防止することができる効果がある。
【００９６】請求項８記載の発明によれば、使用者に筋
電図から推定した筋肉の活動量に合わせて、電気刺激に
よる擬似的な運動負荷を与えるように構成したので、物
理的な強制運動を外部より与えることができない場合で
も、筋力維持のための擬似的な運動負荷を与えることが
可能となって、筋力の低下を最小限に抑えることができ
る効果がある。
電図から推定した筋肉の活動量に合わせて、電気刺激に
よる擬似的な運動負荷を与えるように構成したので、物
理的な強制運動を外部より与えることができない場合で
も、筋力維持のための擬似的な運動負荷を与えることが
可能となって、筋力の低下を最小限に抑えることができ
る効果がある。
【００９７】請求項９記載の発明によれば、使用者の身
体の少なくとも一部を撮影し、提示する仮想環境の画像
にそれを合成して表示するように構成したので、使用者
が自分の身体の動きを仮想環境の中に見ることが可能と
なり、より臨場感を高めることができる効果がある。
体の少なくとも一部を撮影し、提示する仮想環境の画像
にそれを合成して表示するように構成したので、使用者
が自分の身体の動きを仮想環境の中に見ることが可能と
なり、より臨場感を高めることができる効果がある。
【００９８】請求項１０記載の発明によれば、通信ネッ
トワークで接続された複数のウェルネスシステムに送信
情報収集手段を持たせ、使用者の仮想空間内における位
置情報や、送信情報収集手段の収集した映像情報や音情
報を相互に通信するように構成したので、仮想環境の中
で、複数の使用者が出会って互いにコミュニケーション
することができる効果がある。
トワークで接続された複数のウェルネスシステムに送信
情報収集手段を持たせ、使用者の仮想空間内における位
置情報や、送信情報収集手段の収集した映像情報や音情
報を相互に通信するように構成したので、仮想環境の中
で、複数の使用者が出会って互いにコミュニケーション
することができる効果がある。
【００９９】請求項１１記載の発明によれば、使用者に
提示する仮想環境のもととなる現実世界に、映像情報収
集手段、音場情報収集手段および環境情報収集手段を移
動可能に配し、使用者の運動に合わせてそれらの移動を
制御するとともに、映像情報収集手段、音場情報収集手
段、環境情報収集手段で収集された情報を用いて提示さ
れる仮想環境を使用者から離れた地点における環境に応
じてリアルタイムに制御するように構成したので、現実
の世界から離れたところにいる使用者に、あたかも当該
現実世界の環境にいるような感覚を与えることができる
効果がある。
提示する仮想環境のもととなる現実世界に、映像情報収
集手段、音場情報収集手段および環境情報収集手段を移
動可能に配し、使用者の運動に合わせてそれらの移動を
制御するとともに、映像情報収集手段、音場情報収集手
段、環境情報収集手段で収集された情報を用いて提示さ
れる仮想環境を使用者から離れた地点における環境に応
じてリアルタイムに制御するように構成したので、現実
の世界から離れたところにいる使用者に、あたかも当該
現実世界の環境にいるような感覚を与えることができる
効果がある。
【０１００】請求項１２記載の発明によれば、使用者側
に使用者映像情報収集手段と使用者音情報収集手段を配
して使用者の映像や発する音を収集し、使用者に提示す
る仮想環境のもととなる現実の世界に映像情報提示手段
と音情報提示手段を配してそれらの提示を行うように構
成したので、現実の世界から離れたところにいる使用者
と、当該現実の世界の中にいる人とのインタラクション
が可能になる効果がある。
に使用者映像情報収集手段と使用者音情報収集手段を配
して使用者の映像や発する音を収集し、使用者に提示す
る仮想環境のもととなる現実の世界に映像情報提示手段
と音情報提示手段を配してそれらの提示を行うように構
成したので、現実の世界から離れたところにいる使用者
と、当該現実の世界の中にいる人とのインタラクション
が可能になる効果がある。
【０１０１】請求項１３記載の発明によれば、運動負荷
提供手段が提供する運動負荷を制御する機能を総合制御
手段が有し、運動負荷提供手段が使用者の運動を助ける
ための負の運動負荷を与える機能を有するので、自力で
動けない使用者でも、その運動能力に応じて一人で他動
的リハビリテーションのような運動補助が行えるばかり
か、使用者が自力で動くことの出来ない時点から仮想環
境内を移動し得ることができるため、ベッドに拘束され
ているストレスから一時的に解放されて、心理的にリフ
レッシュできる効果がある。
提供手段が提供する運動負荷を制御する機能を総合制御
手段が有し、運動負荷提供手段が使用者の運動を助ける
ための負の運動負荷を与える機能を有するので、自力で
動けない使用者でも、その運動能力に応じて一人で他動
的リハビリテーションのような運動補助が行えるばかり
か、使用者が自力で動くことの出来ない時点から仮想環
境内を移動し得ることができるため、ベッドに拘束され
ているストレスから一時的に解放されて、心理的にリフ
レッシュできる効果がある。
【０１０２】請求項１４記載の発明によれば、運動負荷
提供手段が提供する運動負荷を、訓練開始時に入力され
た使用者の運動パターンのデータである使用者の可動範
囲および許容速度に基づいて制御する機能を総合制御手
段が有するので、使用者に適した運動負荷を提供するこ
とができ、リハビリ士などの不足によるリハビリテーシ
ョンの機会喪失を軽減できる効果がある。
提供手段が提供する運動負荷を、訓練開始時に入力され
た使用者の運動パターンのデータである使用者の可動範
囲および許容速度に基づいて制御する機能を総合制御手
段が有するので、使用者に適した運動負荷を提供するこ
とができ、リハビリ士などの不足によるリハビリテーシ
ョンの機会喪失を軽減できる効果がある。
【０１０３】請求項１５記載の発明によれば、運動負荷
提供手段で使用者に直接運動負荷を提供している負荷提
示部の位置を検出する位置検出センサと、負荷提示部の
移動速度を検出している速度検出センサとを設け、訓練
開始時に入力される使用者の運動パターンのデータであ
る使用者の可動範囲および許容速度として、負荷提示部
を手動で、使用者のリハビリ運動に適切な運動パターン
にしたがって動かしたときに、位置検出センサおよび速
度検出センサで計測された検出出力を用いるので、実施
したいリハビリ運動に応じて負荷提示部を動かすだけ
で、訓練開始時における使用者の運動パターンのデータ
の入力が行える効果がある。
提供手段で使用者に直接運動負荷を提供している負荷提
示部の位置を検出する位置検出センサと、負荷提示部の
移動速度を検出している速度検出センサとを設け、訓練
開始時に入力される使用者の運動パターンのデータであ
る使用者の可動範囲および許容速度として、負荷提示部
を手動で、使用者のリハビリ運動に適切な運動パターン
にしたがって動かしたときに、位置検出センサおよび速
度検出センサで計測された検出出力を用いるので、実施
したいリハビリ運動に応じて負荷提示部を動かすだけ
で、訓練開始時における使用者の運動パターンのデータ
の入力が行える効果がある。
【０１０４】請求項１６記載の発明によれば、訓練開始
時に入力される使用者の運動パターンのデータである使
用者の可動範囲および許容速度を入力するための運動負
荷データ入力手段を設けたので、使用者はリハビリ士な
どが数値によって設定した安全なリハビリ運動を行うこ
とができる効果がある。
時に入力される使用者の運動パターンのデータである使
用者の可動範囲および許容速度を入力するための運動負
荷データ入力手段を設けたので、使用者はリハビリ士な
どが数値によって設定した安全なリハビリ運動を行うこ
とができる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１によるウェルネスシ
ステムを示すブロック図である。
ステムを示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における映像撮影時
と映像提示時の画角を示す説明図である。
と映像提示時の画角を示す説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態２によるウェルネスシ
ステムにおける、ステップ動画方式に基づいた映像デー
タの作成例を示す説明図である。
ステムにおける、ステップ動画方式に基づいた映像デー
タの作成例を示す説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態２における仮想空間上
の進路の構成例を示す概念図である。
の進路の構成例を示す概念図である。
【図５】 この発明の実施の形態３における運動負荷提
供手段の利用を示す概念図である。
供手段の利用を示す概念図である。
【図６】 この発明の実施の形態３における負荷提示部
に提示される力と負荷提示部の位置を示す説明図であ
る。
に提示される力と負荷提示部の位置を示す説明図であ
る。
【図７】 この発明の実施の形態４によるウェルネスシ
ステムを示すブロック図である。
ステムを示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５によるウェルネスシ
ステムを示すブロック図である。
ステムを示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態６によるウェルネスシ
ステムを示すブロック図である。
ステムを示すブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７によるウェルネス
システムを示すブロック図である。
システムを示すブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態８によるウェルネス
システムを示すブロック図である。
システムを示すブロック図である。
【図１２】 この発明の実施の形態９によるウェルネス
システムを示すブロック図である。
システムを示すブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態１０によるウェルネ
スシステムを示すブロック図である。
スシステムを示すブロック図である。
【図１４】 従来のウェルネスシステムを示す概念図で
ある。
ある。
１０ 総合制御手段、２０ 仮想環境提示手段、２１ｄ
映像合成部、２１ｅビデオカメラ（使用者映像情報収
集手段）、３０ 運動負荷提供手段、３１負荷提示部、
３５ 位置検出センサ、３６ 速度検出センサ、３８
電気刺激提示部、３９ 電気刺激制御部、４０ 生理心
理状態評価手段、４４ 筋電図計測部、４５ 筋活動量
推定部、５０ 運動負荷データ入力手段、５１ マイク
（使用者音情報収集手段）、７０ 使用者映像取込手
段、８０ 送信情報収集手段、９１ 通信ネットワー
ク、９２ 送信データ作成部、９３ 受信データ変換
部、１００ 映像情報収集部（映像情報収集手段）、１
０１ 音場情報収集部（音場情報収集手段）、１０２
温度湿度情報収集部（環境情報収集手段）、１０３風向
風速情報収集部（環境情報収集手段）、１０４ 嗅覚情
報収集部（環境情報収集手段）、１０５ 移動ユニット
（移動手段）、１１０ 映像情報提示手段、１１１ 音
情報提示手段。
映像合成部、２１ｅビデオカメラ（使用者映像情報収
集手段）、３０ 運動負荷提供手段、３１負荷提示部、
３５ 位置検出センサ、３６ 速度検出センサ、３８
電気刺激提示部、３９ 電気刺激制御部、４０ 生理心
理状態評価手段、４４ 筋電図計測部、４５ 筋活動量
推定部、５０ 運動負荷データ入力手段、５１ マイク
（使用者音情報収集手段）、７０ 使用者映像取込手
段、８０ 送信情報収集手段、９１ 通信ネットワー
ク、９２ 送信データ作成部、９３ 受信データ変換
部、１００ 映像情報収集部（映像情報収集手段）、１
０１ 音場情報収集部（音場情報収集手段）、１０２
温度湿度情報収集部（環境情報収集手段）、１０３風向
風速情報収集部（環境情報収集手段）、１０４ 嗅覚情
報収集部（環境情報収集手段）、１０５ 移動ユニット
（移動手段）、１１０ 映像情報提示手段、１１１ 音
情報提示手段。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 木村 真弘
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(72)発明者 前田 満雄
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(72)発明者 水庫 功
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−231（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−59534（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−154354（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−80096（ＪＰ，Ａ)
Claims (16)
- 【請求項１】 使用者に対してコンテンツ内容に対応し
た仮想環境を提示する仮想環境提示手段と、 使用者に運動負荷を提供するとともに、使用者の運動を
検出する運動負荷提供手段と、 前記運動負荷提供手段の検出した使用者の運動に合わせ
て、前記仮想環境提示手段が提示する仮想環境を制御す
る機能を有する総合制御手段とを備え、 前記仮想環境提示手段が、あらかじめ進路の複数の撮影
位置において各々の撮影位置ごとに１つの動画カットを
撮影して蓄積した複数の動画カットを、前記運動負荷提
供手段の検出した使用者の運動に合わせて１カットずつ
進めながら再生する機能を有するものであることを特徴
とするウェルネスシステム。 - 【請求項２】 仮想環境提示手段が、動画カットの再生
に同期させて、当該動画カットに対応する音、および風
や香を提示する機能も有していることを特徴とする請求
項１記載のウェルネスシステム。 - 【請求項３】 使用者に対してコンテンツ内容に対応し
た仮想環境を提示する仮想環境提示手段と、 使用者に運動負荷を提供するとともに、使用者の運動を
検出する運動負荷提供手段と、 前記運動負荷提供手段が提供する運動負荷を制御する機
能を有する総合制御手段とを備え、 前記運動負荷提供手段が、使用者の運動を検出して、検
出された運動のタイミングに合わせて、使用者の運動を
助けるための負の運動負荷を与える機能を有するもので
あることを特徴とするウェルネスシステム。 - 【請求項４】 使用者に対してコンテンツ内容に対応し
た仮想環境を提示する仮想環境提示手段と、 使用者に運動負荷を提供する運動負荷提供手段と、 前記運動負荷提供手段が提供する運動負荷を、訓練開始
時に入力された使用者の運動パターンのデータに基づい
て制御する機能を有する総合制御手段とを備え、前記訓
練開始時に入力される使用者の運動パターンのデータと
して、使用者の可動範囲および許容速度を用いるウェル
ネスシステム。 - 【請求項５】 運動負荷提供手段で使用者に直接運動負
荷を提供している負荷提示部の位置を検出する位置検出
センサと、 前記負荷提示部の移動速度を検出している速度検出セン
サとを設け、 訓練開始時に入力される使用者の運動パターンのデータ
である使用者の可動範囲および許容速度として、前記負荷提示部を手動で、使用者のリハビリ運動に適切
な運動パターンにしたがって動かしたときに、 前記位置
検出センサおよび前記速度検出センサで計測された検出
出力を用いたことを特徴とする請求項４記載のウェルネ
スシステム。 - 【請求項６】 訓練開始時に入力される使用者の運動パ
ターンのデータを入力するための運動負荷データ入力手
段を設け、 使用者の運動パターンのデータである使用者の可動範囲
および許容速度として、前記運動負荷データ入力手段か
ら入力される、使用者に与えるリハビリ運動の可動範囲
および許容速度を用いる ことを特徴とする請求項４記載
のウェルネスシステム。 - 【請求項７】 使用者に対してコンテンツ内容に対応し
た仮想環境を提示する仮想環境提示手段と、 使用者に運動負荷を提供するとともに、使用者の運動を
検出する運動負荷提供手段と、 使用者の生理・心理情報を検出して使用者の生理・心理
状態の推定を行う生理心理状態評価手段と、 前記生理心理状態評価手段にて推定された使用者の生理
状態に応じて、前記運動負荷提供手段が提供する運動負
荷を制御する機能を有する総合制御手段とを備え、 前記生理心理状態評価手段が、運動負荷の対象とする筋
肉の筋電図を計測する筋電図計測部、および前記筋電図
計測部で計測された筋電図から計測部位の筋肉の活動量
を推定する筋活動量推定部を有するものであることを特
徴とするウェルネスシステム。 - 【請求項８】 使用者に対してコンテンツ内容に対応し
た仮想環境を提示する仮想環境提示手段と、 使用者に運動負荷を提供するとともに、使用者の運動を
検出する運動負荷提供手段と、 使用者の生理・心理情報を検出して使用者の生理・心理
状態の推定を行う生理心理状態評価手段と、 前記生理心理状態評価手段にて推定された使用者の生理
状態に応じて、前記運動負荷提供手段が提供する運動負
荷を制御する機能を有する総合制御手段とを備え、 前記生理心理状態評価手段が、使用者のギプス中に電極
を内蔵して筋電図を計測する筋電図計測部、および前記
筋電図計測部で計測された筋電図から計測部位の筋肉の
活動量を推定する筋活動量推定部を有するものであり、 前記運動負荷提供手段が、使用者のギプス中に電極を内
蔵して使用者の筋肉に電気刺激を与える電気刺激提示
部、および前記筋活動量推定部で推定された筋肉の活動
量に合わせて前記電気刺激提示部による電気刺激を制御
する電気刺激制御部を有して、使用者に電気刺激による
擬似的な運動負荷を提供するものであることを特徴とす
るウェルネスシステム。 - 【請求項９】 使用者に対してコンテンツ内容に対応し
た仮想環境を提示する仮想環境提示手段と、 使用者に運動負荷を提供するとともに、使用者の運動を
検出する運動負荷提供手段と、 前記運動負荷提供手段の検出した使用者の運動に合わせ
て、前記仮想環境提示手段が提示する仮想環境を制御す
る機能を有する総合制御手段とを備え、 前記仮想環境提示手段に、使用者の身体の少なくとも一
部を撮影した画像の取り込みを行う使用者映像取込手段
を接続するとともに、 前記仮想環境提示手段に、仮想環境の提示に際して、前
記使用者映像取込手段の取り込んだ画像を、提示する仮
想環境の画像と合成して表示するための映像合成部を持
たせたことを特徴とするウェルネスシステム。 - 【請求項１０】 使用者に対してコンテンツ内容に対応
した仮想環境を提示する仮想環境提示手段と、 使用者に運動負荷を提供するとともに、使用者の運動を
検出する運動負荷提供手段と、 前記運動負荷提供手段の検出した使用者の運動に合わせ
て、前記仮想環境提示手段が提示する仮想環境を制御す
る機能を有する総合制御手段と、 使用者に関する送信すべき映像情報および音情報を収集
する送信情報収集手段と、 前記送信情報収集手段にて収集された映像情報、音場情
報、および前記総合制御手段から送信される使用者の仮
想空間内における位置情報を所定の通信フォーマットに
変換して、通信ネットワークに送信するための通信デー
タを作成する送信データ作成部と、 前記通信ネットワークより受信した通信データを仮想環
境の構築に必要なデータに変換する受信データ変換部と
を備えたウェルネスシステム。 - 【請求項１１】 使用者に対してコンテンツ内容に対応
した仮想環境を提示する仮想環境提示手段と、 使用者に運動負荷を提供するとともに、使用者の運動を
検出する運動負荷提供手段と、 移動手段に搭載されて、使用者から離れた地点における
環境の映像情報を収集する映像情報収集手段、その地点
の音場情報を収集する音場情報収集手段、およびその地
点の環境情報を収集する環境情報収集手段と、 前記運動負荷提供手段の検出した使用者の運動に合わせ
て、前記移動手段の移動を制御するとともに、前記映像
情報収集手段、音場情報収集手段および環境情報収集手
段の収集した情報を用いて仮想環境提示手段が提示する
仮想環境を前記使用者から離れた地点における環境に応
じてリアルタイムに制御する機能を有する総合制御手段
とを備えたウェルネスシステム。 - 【請求項１２】 使用者の身体の一部あるいは全部の映
像情報を収集する使用者映像情報収集手段と、 使用者の発する音情報を収集する使用者音情報収集手段
と、 使用者に提示する仮想環境のもととなる現実世界におい
て、前記使用者映像情報収集手段で収集された映像情報
を提示する映像情報提示手段と、 前記使用者に提示する仮想環境のもととなる現実世界に
おいて、前記使用者音情報収集手段で収集された音情報
を提示する音情報提示手段とを設けたことを特徴とする
請求項１１記載のウェルネスシステム。 - 【請求項１３】 総合制御手段は、運動負荷提供手段が
提供する運動負荷を制御する機能を有し、 前記運動負荷提供手段は、使用者の運動を助けるための
負の運動負荷を与える機能を有するものであることを特
徴とする請求項１、及び請求項９乃至請求項１１のうち
のいずれか１項記載のウェルネスシステム。 - 【請求項１４】 総合制御手段は、運動負荷提供手段が
提供する運動負荷を、訓練開始時に入力された使用者の
運動パターンのデータである使用者の可動範囲および許
容速度に基づいて制御する機能を有することを特徴とす
る請求項１、請求項９乃至請求項１１のうちのいずれか
１項記載のウェルネスシステム。 - 【請求項１５】 運動負荷提供手段で使用者に直接運動
負荷を提供している負荷提示部の位置を検出する位置検
出センサと、 前記負荷提示部の移動速度を検出している速度検出セン
サとを設け、 訓練開始時に入力される使用者の運動パターンのデータ
である使用者の可動範囲および許容速度として、前記負荷提示部を手動で、使用者のリハビリ運動に適切
な運動パターンにしたがって動かしたときに、 前記位置
検出センサおよび前記速度検出センサで計測された検出
出力を用いたことを特徴とする請求項１４記載のウェル
ネスシステム。 - 【請求項１６】 訓練開始時に入力される使用者の運動
パターンのデータを入力するための運動負荷データ入力
手段を設け、 使用者の運動パターンのデータである使用者の可動範囲
および許容速度として、前記運動負荷データ入力手段か
ら入力される、使用者に与えるリハビリ運動の可動範囲
および許容速度を用いる ことを特徴とする請求項１４記
載のウェルネスシステム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31386096A JP3469410B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | ウェルネスシステム |
Publications (2)
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| JPH10151223A JPH10151223A (ja) | 1998-06-09 |
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP31386096A Expired - Lifetime JP3469410B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | ウェルネスシステム |
Country Status (2)
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